[A+] 중앙대학교 아날로그및디지털회로설계실습 6차 예비보고서

목차

1. 실습을 위한 이론적 배경
2. 실습 목적
3. 실습 준비물
4. 실습 계획서
5. 실습 활용 방안

본문내용

1. 실습을 위한 이론적 배경
위상 제어 루프는 전압 제어 발진기의 출력 위상을 입력 신호의 위상과 비교하여 두 신호의 위상차이를 가지고 전압 제어 발진기를 제어하는 피드백 시스템이다. 시스템의 블록도는 다음과 같다.

<그림 1>
이때 PLL 의 3개의 기본 요소는 위상 검출기, 루프 필터, 가변 발진기(전압 제어 발진기)로 위 그림에서 확인할 수 있다.
먼저 위상 검출기는 Reference voltage 와 VCO 의 출력 전압을 비교하여 그 위상 차이에 해당하는 파형을 출력하고 실험에서 XOR 게이트를 사용하여 위상 검출기를 구현하였다. XOR 게이트의 두 입력이 다를 때 High 를 출력하는 성질로 위상 검출기의 역할을 할 수 있다.
이때 위상 검출기의 출력은 High 와 Low Voltage 의 펄스 형태로 구성되어 있으며 VCO 는 DC 전압을 입력으로 받기 때문에 위상 검출기의 출력을 루프 필터를 통해 DC 전압으로 바꿔주어야 한다.
루프 필터는 RC 를 이용한 1차 LPF 를 사용하며 위상 검출기 출력의 평균값을 DC 전압으로 출력하는 기능과 High frequency noise 를 줄여주는 기능을 한다.
이 루프 필터의 출력 전압은 결국 위상 검출기 출력의 평균전압, 즉 위상 검출기의 두 입력 신호 사이의 위상 차이에 대한 정보를 가지고 있으며 이 전압은 VCO 의 입력으로 들어가 출력 주파수를 결정한다.
이 과정들을 거치면서 점점 VCO 출력의 주파수가 변하게 되고 이 주파수와 Reference voltage 의 주파수가 같아지는 순간부터 위상 검출기의 파형은 일정한 형태를 가지며 루프 필터를 통과한 전압도 고정되어 결국 위상이 고정된다.
이때 인버터는 VCO 의 출력을 High(=5V) 나 Low(=0V) 로 고정하는 버퍼 역할을 한다.
*참고 자료 : 실습 교재 이론부, 논리 회로

참고자료

· 없음