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Lazo de seguimiento de fase

Noviembre 05, 2023

«PLL» redirige aquí. Para la serie de televisión abreviada PLL, véase Pretty Little Liars.

El lazo de seguimiento de fase, bucle de enganche de fase, o PLL (del inglés phase-locked loop) es un sistema de control que genera una señal eléctrica cuya fase está relacionada con la fase de una señal de entrada. Básicamente, es un circuito electrónico que consta de un oscilador de frecuencia variable y un detector de fase en un circuito de retroalimentación. El oscilador genera una señal periódica y el detector de fase compara la fase de esa señal con la fase de la señal periódica de entrada, ajustando el oscilador para mantener las fases iguales, lo que implica mantener idénticas frecuencias de entrada y salida. Por ello, un lazo de seguimiento de fase puede rastrear una señal de entrada de cierta frecuencia, o puede generar una señal con una frecuencia que sea un múltiplo de la frecuencia de entrada. Estas propiedades se utilizan para la sincronización, demodulación y síntesis de frecuencia del reloj de la computadora.

Los lazos de seguimiento de fase se emplean ampliamente en telecomunicaciones, computación y otras aplicaciones electrónicas. Se pueden utilizar para demodular una señal, recuperar una señal de un canal de comunicación ruidoso, generar una frecuencia estable en múltiplos de una frecuencia de entrada o distribuir pulsos de reloj sincronizados con precisión en circuitos lógicos digitales como microprocesadores. Dado que un solo circuito integrado puede proporcionar un bloque de construcción de bucle de bloqueo de fase completo, la técnica se usa ampliamente en dispositivos electrónicos modernos, con frecuencias de salida desde una fracción de hercio hasta muchos gigahercios.

Historia editar

La sincronización espontánea de relojes de péndulo débilmente acoplados fue observada por el físico neerlandés Christiaan Huygens ya en 1673.[1]​ Hacia fines del siglo XIX, el físico británico Lord Rayleigh observó la sincronización de los tubos de órgano y diapasones débilmente acoplados.[2]​ En 1919, los también británicos William Henry Eccles y J. H. Vincent encontraron que dos osciladores electrónicos que habían sido sintonizados para oscilar a frecuencias ligeramente diferentes pero que estaban acoplados a un circuito resonante, pronto oscilaban a la misma frecuencia.[3]​

En 1923, fue descrita la sincronización automática de dos osciladores a base de triodos por el físico británico Edward Victor Appleton;[4]​ sin embargo, la primera referencia al PLL o lazo enganchado en fase como tal, data del año 1932 y fue hecha por otros investigadores británicos mientras desarrollaban el receptor de conversión directa u homodino.[5]​ Su uso se vio restringido por décadas, debido a su complejidad y alto costo, a los ámbitos militares y de investigación científica, hasta que en la década de 1960 pudo integrarse en un solo circuito todo un sistema PLL completo, por lo que su empleo comenzó a ser cada vez más común. La NASA, por ejemplo, los aplicó para compensar las variaciones de frecuencia que sufrían las transmisiones desde sus satélites, debido a inestabilidades de los componentes y al efecto Doppler. Desde 1943, los PLLs son empleados en los receptores de televisión para sincronizar el barrido de las líneas horizontales con los pulsos de sincronismo de la estación emisora; en los receptores actuales se emplean hasta dos lazos de seguimiento de fase, uno para la sincronía de la generación de la señal del barrido de líneas (VSync) y otro que engancha en fase y frecuencia a la etapa de salida horizontal (HSync).

Análisis editar

Los circuitos con PLL son analizados de dos formas distintas:

  • Análisis lineal, donde se consideran todos los componentes lineales y el PLL está inicialmente enganchado.
  • 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.

Márgenes de funcionamiento editar

Definen las condiciones en las que el PLL estará enganchado, cuanto le costará conseguirlo y en cuales se desenganchará.

Hold in o rango de bloqueo editar

Parte del PLL enganchado. Es el margen de frecuencias para las que el PLL puede seguir a la entrada para variaciones muy lentas de ésta.

Pull out editar

Es el margen de frecuencias para las que ante un salto brusco de la frecuencia de entrada el PLL no se desengancha.

Lock in editar

Parte del PLL desenganchado. 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.

Pull in o rango de captura editar

Es el margen de frecuencia para las que el PLL puede, con un tiempo mayor al periodo de la salida, llegar a engancharse.

 

En la imagen anterior se muestran estos márgenes de frecuencia. Todos se representan alrededor de la frecuencia de oscilación libre del VCO, que es la frecuencia central.

Aplicaciones editar

Véase también editar

Referencias editar

  1. Huygens, Christian (Christian). Horologium Oscillatorium (Part One) (Ian Bruce, trad.) (en inglés). pp. 16-17. Consultado el 11 de septiembre de 2020. 
  2. Rayleigh, Lord (1896). The Theory of Sound (Vol. 2) (en inglés). Londres: Macmillan. pp. 221-222. Consultado el 11 de septiembre de 2020. 
  3. Vincent, E.H. «On some experiments in which two neighbouring maintained oscillatory circuits affect a resonating circuit». Proceedings of the Physical Society of London 32: 84-91. 
  4. Appleton, Edward Victor (24 de agosto de 1922). «The Automatic Synchronization of Triode Oscillators» [La sincronización automática de osciladores de triodo]. Proceedings of The Cambridge Philosophical Society (en inglés) (Cambridge University Press) 21: 231-248. Consultado el 3 de agosto de 2020. 
  5. de Bellescize, Henri (junio de 1932). «La réception synchrone». L'Onde Électrique (en francés) 11: 230-240. 

Enlaces externos editar

  • «Phase-Locked Loop Design Fundamentals» (en inglés). Freescale Semiconductor. febrero de 2006. Consultado el 12 de septiembre de 2020. 
  • «Servosistema con motor DRUM». Ucontrol. Archivado desde el original el 29 de diciembre de 2012. Consultado el 12 de septiembre de 2020. 
  • . Ayuda Electrónica. 13 de mayo de 2011. Archivado desde el original el 27 de mayo de 2011. Consultado el 12 de septiembre de 2020. 
  •   Datos: Q52637
  •   Multimedia: Phase-locked loops / Q52637

Noviembre 05, 2023
lazo, seguimiento, fase, redirige, aquí, para, serie, televisión, abreviada, véase, pretty, little, liars, lazo, seguimiento, fase, bucle, enganche, fase, inglés, phase, locked, loop, sistema, control, genera, señal, eléctrica, cuya, fase, está, relacionada, f. PLL redirige aqui Para la serie de television abreviada PLL vease Pretty Little Liars El lazo de seguimiento de fase bucle de enganche de fase o PLL del ingles phase locked loop es un sistema de control que genera una senal electrica cuya fase esta relacionada con la fase de una senal de entrada Basicamente es un circuito electronico que consta de un oscilador de frecuencia variable y un detector de fase en un circuito de retroalimentacion El oscilador genera una senal periodica y el detector de fase compara la fase de esa senal con la fase de la senal periodica de entrada ajustando el oscilador para mantener las fases iguales lo que implica mantener identicas frecuencias de entrada y salida Por ello un lazo de seguimiento de fase puede rastrear una senal de entrada de cierta frecuencia o puede generar una senal con una frecuencia que sea un multiplo de la frecuencia de entrada Estas propiedades se utilizan para la sincronizacion demodulacion y sintesis de frecuencia del reloj de la computadora Los lazos de seguimiento de fase se emplean ampliamente en telecomunicaciones computacion y otras aplicaciones electronicas Se pueden utilizar para demodular una senal recuperar una senal de un canal de comunicacion ruidoso generar una frecuencia estable en multiplos de una frecuencia de entrada o distribuir pulsos de reloj sincronizados con precision en circuitos logicos digitales como microprocesadores Dado que un solo circuito integrado puede proporcionar un bloque de construccion de bucle de bloqueo de fase completo la tecnica se usa ampliamente en dispositivos electronicos modernos con frecuencias de salida desde una fraccion de hercio hasta muchos gigahercios Indice 1 Historia 2 Analisis 3 Margenes de funcionamiento 3 1 Hold in o rango de bloqueo 3 2 Pull out 3 3 Lock in 3 4 Pull in o rango de captura 4 Aplicaciones 5 Vease tambien 6 Referencias 7 Enlaces externosHistoria editarLa sincronizacion espontanea de relojes de pendulo debilmente acoplados fue observada por el fisico neerlandes Christiaan Huygens ya en 1673 1 Hacia fines del siglo XIX el fisico britanico Lord Rayleigh observo la sincronizacion de los tubos de organo y diapasones debilmente acoplados 2 En 1919 los tambien britanicos William Henry Eccles y J H Vincent encontraron que dos osciladores electronicos que habian sido sintonizados para oscilar a frecuencias ligeramente diferentes pero que estaban acoplados a un circuito resonante pronto oscilaban a la misma frecuencia 3 En 1923 fue descrita la sincronizacion automatica de dos osciladores a base de triodos por el fisico britanico Edward Victor Appleton 4 sin embargo la primera referencia al PLL o lazo enganchado en fase como tal data del ano 1932 y fue hecha por otros investigadores britanicos mientras desarrollaban el receptor de conversion directa u homodino 5 Su uso se vio restringido por decadas debido a su complejidad y alto costo a los ambitos militares y de investigacion cientifica hasta que en la decada de 1960 pudo integrarse en un solo circuito todo un sistema PLL completo por lo que su empleo comenzo a ser cada vez mas comun La NASA por ejemplo los aplico para compensar las variaciones de frecuencia que sufrian las transmisiones desde sus satelites debido a inestabilidades de los componentes y al efecto Doppler Desde 1943 los PLLs son empleados en los receptores de television para sincronizar el barrido de las lineas horizontales con los pulsos de sincronismo de la estacion emisora en los receptores actuales se emplean hasta dos lazos de seguimiento de fase uno para la sincronia de la generacion de la senal del barrido de lineas VSync y otro que engancha en fase y frecuencia a la etapa de salida horizontal HSync Analisis editarLos circuitos con PLL son analizados de dos formas distintas Analisis lineal donde se consideran todos los componentes lineales y el PLL esta inicialmente enganchado Analisis no lineal otro tipo de analisis en el cual se tomen en cuenta todos los dispositivos de la forma en que son ya sean lineales o no Margenes de funcionamiento editarDefinen las condiciones en las que el PLL estara enganchado cuanto le costara conseguirlo y en cuales se desenganchara Hold in o rango de bloqueo editar Parte del PLL enganchado Es el margen de frecuencias para las que el PLL puede seguir a la entrada para variaciones muy lentas de esta Pull out editar Es el margen de frecuencias para las que ante un salto brusco de la frecuencia de entrada el PLL no se desengancha Lock in editar Parte del PLL desenganchado Es el margen de frecuencias en el que el PLL puede engancharse en menos de un periodo de la frecuencia de la senal de salida Pull in o rango de captura editar Es el margen de frecuencia para las que el PLL puede con un tiempo mayor al periodo de la salida llegar a engancharse nbsp En la imagen anterior se muestran estos margenes de frecuencia Todos se representan alrededor de la frecuencia de oscilacion libre del VCO que es la frecuencia central Aplicaciones editarDemodulacion de senales en FM y FSK tambien se aplican en demodulaciones QPSK una de las configuraciones es el bucle de Costas Filtros de seguimiento Modulacion y demodulacion de senales en FM Osciladores muy estables Procesamiento digital de senales de video Sintetizadores de frecuencia Calentadores por induccionVease tambien editarmodulacion oscilador electronicoReferencias editar Huygens Christian Christian Horologium Oscillatorium Part One Ian Bruce trad en ingles pp 16 17 Consultado el 11 de septiembre de 2020 Rayleigh Lord 1896 The Theory of Sound Vol 2 en ingles Londres Macmillan pp 221 222 Consultado el 11 de septiembre de 2020 Vincent E H On some experiments in which two neighbouring maintained oscillatory circuits affect a resonating circuit Proceedings of the Physical Society of London 32 84 91 fechaacceso requiere url ayuda Appleton Edward Victor 24 de agosto de 1922 The Automatic Synchronization of Triode Oscillators La sincronizacion automatica de osciladores de triodo Proceedings of The Cambridge Philosophical Society en ingles Cambridge University Press 21 231 248 Consultado el 3 de agosto de 2020 de Bellescize Henri junio de 1932 La reception synchrone L Onde Electrique en frances 11 230 240 fechaacceso requiere url ayuda Enlaces externos editar Phase Locked Loop Design Fundamentals en ingles Freescale Semiconductor febrero de 2006 Consultado el 12 de septiembre de 2020 Servosistema con motor DRUM Ucontrol Archivado desde el original el 29 de diciembre de 2012 Consultado el 12 de septiembre de 2020 PLL Lazos Enganchados en Fase Ayuda Electronica 13 de mayo de 2011 Archivado desde el original el 27 de mayo de 2011 Consultado el 12 de septiembre de 2020 nbsp Datos Q52637 nbsp Multimedia Phase locked loops Q52637 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Lazo de seguimiento de fase amp oldid 154152975, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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