El documento describe el funcionamiento de un lazo de fijación de fase (PLL). Un PLL consta de un comparador de fase, un filtro pasa-bajo y un oscilador controlado por tensión. El comparador de fase genera una tensión de error proporcional a la diferencia de fase entre la señal de entrada y la salida del VCO. Esta tensión se filtra y controla la frecuencia del VCO, sincronizando la salida con la entrada. Los PLL se usan para filtrado, demodulación, osciladores y divisores de frecuencia.

1. PLL
Lazo de Fijación de Fase

2. COMPONENTES
• Comparador de fase (CF): Suministra a la salida el valor absoluto del desfase entre las
señales de salida y de entrada.
• Filtro pasa-bajo (PL). Destinado a la transmisión de la componente de baja frecuencia de la
salida de la etapa anterior.
• Oscilador controlado por tensión (VCO). Genera la tensión de salida, con frecuencia
dependiente de la tensión de salida del filtro

3. FUNCIONAMIENTO
• Si se aplica una señal entrante al sistema, el comparador de fase compara la fase y
la frecuencia de la entrada con la frecuencia del VCO y genera una tensión de error
relacionada con la fase y la diferencia de frecuencia entre las dos señales. Este error
de tensión es luego filtrado, amplificado y aplicado a la terminal de control del
VCO. Si la frecuencia de entrada está suficientemente cerca a Fz salida, se
sincroniza o engancha con la señal de entrada siendo la frecuencia del VCO idéntica
a la señal de entrada.
• GAMA DE CAPTURA: Se refiere a la gama de frecuencias de entrada que pueden
provocar el enclavamiento inicial del PLL a partir de su estado de reposo.
• GAMA DE ENCLAVAMIENTO: Se refiere a la máxima desviación tolerable en la señal
de entrada sin que el oscilador local pierda su enclavamiento.

4. MARGENES DE FUNCIONAMIENTO
• Hold in o rango de bloqueo: Es el margen de frecuencias para las que el PLL puede seguir a
la entrada para variaciones muy lentas de ésta.
• Pull in o rango de captura: Es el margen de frecuencia para las que el PLL puede, con un
tiempo mayor al periodo de la salida, llegar a engancharse.
• Pull out: Es el margen de frecuencias para las que ante un salto brusco de la frecuencia de
entrada el PLL no se desengancha.
• Lock in: Es el margen de frecuencias en el que el PLL puede engancharse en menos de un
periodo de la frecuencia de la señal de salida.

5. ANALISIS
• Análisis lineal, donde se consideran todos los componentes lineales y el PLL está
inicialmente enganchado. Siendo posible determinar su transferencia frecuencia-
tensión por medio de la teoría de sistemas lineales.
• Análisis no lineal, otro tipo de análisis en el cual se tomen en cuenta todos los
dispositivos de la forma en que son, ya sean lineales o no.

6. APLICACIONES
• Filtrado o reconstrucción de señales
• Desmodulación
• Osciladores
• Divisor de frecuancia

7. FILTRADO: FILTROS DE
SEGUIMIENTO
• Su finalidad es recuperar o reconstruir una señal de entrada corrupta por ruido de
fase causadas por la intermodulación con ruido en algún punto de su recorrido o
bien por un fenómeno ruidoso de modulación de fase o de frecuencia.

8. DEMODULACIÓN FM
• Una aplicación típica es la modulación FSK (Frequency Shift Keying) para la
transmisión de datos mediante una portadora que es desplazada entre dos
frecuencias preseleccionadas. El desplazamiento se consigue controlando el VCO
mediante la señal binaria de datos a transmitir.

9. OSCILADORES
• Los PLL aportan numerosas ventajas a la sintonía de los receptores de radio.
• dotan a las etapas de una estabilidad no conseguida por otros procedimientos
• Funcionamiento: La forma en que operan estos circuitos es por comparación de la
frecuencia de trabajo con la proporcionada por un cristal de alta precisión.

10. EXPLICACIÓN
• Una frecuencia de referencia (FR) se emplea un oscilador a cristal cuarzo.
• Ambas frecuencias se hacen llegar a un comparador de fases.
• Este comparador de fase generará una tensión de error (VE) proporcional a la
diferencia de fases encontrada.
• esta tensión realimenta el oscilador VCO pero pasando a través de un Filtro Pasa
Bajos (FPB)
• Esta tensión áumenta o disminuye dependiendo de la diferencia entre frecuencias,
corrigiéndose.
• Todo el proceso ocurre instantáneamente con lo que conseguimos que la frecuencia
del VCO permanezca constante

11. DIVISOR DE FRECUENCIA
• Por último, utilizado en conjunto con un divisor de frecuencia en el lazo de
realimentación, el PLL permite obtener una señal de frecuencia múltiplo de la
frecuencia de entrada.

12. EL PLL MONOLÍTICO LM565
• Se han implementado diversos circuitos integrados monolíticos que realizan la
función de un lazo de fijación de fase. Entre ellos se encuentran el CD4046 y el
LM565, de los cuales vemos el último. El diagrama de bloques corresponde
esencialmente al indicado en la figura 1.