В большинстве случаев, лучший способ сказать, если частота сигнала обратной связи точно совпадает с частотой опорного сигнала должен соблюдать ли поддерживать эти два сигнал отношение фиксированной фазы. Если частота сигнала обратной связи немного выше, чем у опорной волны, его фаза будет вести, что формы опорной волны по увеличению количества каждого цикла. Аналогично, если его частота ниже эталонной, его фаза будет отставать в каждом цикле. Если опорная форма волны достаточно стабильна, попытка сохранить фазовую синхронизацию приведет к очень стабильной частотной синхронизации.
Есть моменты, когда поддержание фазовой синхронизации является трудным или контрпродуктивным, например, если нужно генерировать стабильную частоту, долгосрочное среднее значение которой соответствует эталону «дрожащего» эталона. В этом случае тот факт, что контур с частотной синхронизацией не будет отслеживать опорную частоту так же плотно, как контур с фазовой синхронизацией, не будет недостатком, поскольку в этом случае целью петли было бы избежать искажения. в ссылке передается на выход. В целом, однако, более жесткий отклик контуров с фазовой синхронизацией предпочтительнее, чем более слабый отклик контуров с частотной синхронизацией.
С более теоретической точки зрения частота является производной по времени от фазы. Эквивалентно, фаза - это интеграл времени от частоты. Таким образом, когда фазовый детектор используется для управления частотой через ГУН, происходит интеграция вокруг контура. Или, грубо говоря, эффект фильтрации нижних частот.
Как указывает суперкат, полученное преимущество заключается в отказе от «тряски» или даже сбоев в ссылке.
Много лет назад, с помощью свежеиспеченного BEE, я использовал PLL для решения проблемы, когда сбои на часах объединительной платы, например, из-за карт с горячим подключением (это был носитель с цифровой петлей), вызывали особенно чувствительную карту к "заблокировать", отбрасывая любой активный текущий вызов. Система ФАПЧ отклоняла сбои, создавая стабильные часы для линейной карты, которые в среднем были привязаны по частоте к часам объединительной платы.
Я думаю, что основная причина в том, что фазу можно измерить мгновенно практически за нулевое время, тогда как частота, как в фазовых детекторах типа II, встроенных во многие библиотеки PLL и микросхемы PLL, требует как минимум один тактовый цикл. и если используются данные, частоту сигнала может быть нелегко извлечь. Также наличие глюков вызывает ошибки.
Реальность такова, что F-обнаружение дает более короткое время захвата из-за отсутствия положительной обратной связи, когда цикл пропускает положительную обратную связь для фазовых детекторов типа I, таких как эксклюзивные вентили ИЛИ или диодные или транзисторные умножители фазы. но они более защищены от сбоев и игнорируют ложные переходы.
Чувствительные к фронту детекторы, будь то подсчет фаз или циклов, или детектор частоты, не защищены от сбоев и не очень хорошо подходят для шумовых входных сигналов, но очень полезны для масштабирования частоты ФАПЧ с погрешностью входной частоты широкого диапазона для синтеза тактов, когда аналоговые или фазовые детекторы типа I имеют больше трудностей в широком диапазоне захвата без увеличения полосы пропускания и усиления петли.
Моим любимым PLL было собирать зашумленные данные на неиспользуемом интервале вертикального гашения телевизора (VBI). Данные были простыми NRZ 4 Мбит / с для одной строки данных в каждом поле. или 1/120 секунды для NTSC. VCXO был преобразован в пилообразный сигнал, и данные передавались по аналоговому каналу, где мог присутствовать шум. Данные были отфильтрованы для наведения косинуса для исключения ISI и дифференцированы на единичные импульсные импульсы продукта, которые будут дискретизировать фазу сигнала Sawtooth, а затем удерживать до следующего перехода битов. Он был достаточно стабилен, чтобы оставаться синхронизированным от поля к полю, но мог исправить фазовую ошибку в пределах 1%. Мы использовали его для циклического вещания исполняемых игр для VIC-20 TRS-80 в начале 80-х, так что это был двухсторонний модем, который был всего лишь сервером, отправляющим все игры для быстрого выбора (небольшие файлы тогда)
Сигнал фазового детектора, использующий схему S & H, всегда генерирует сигнал ошибки, который является дубликатом дискретизируемого сигнала ... в моем случае это резкий сигнал Sawtooth. При нулевой фазе ошибка. края данных выровнены с серединой пилообразной формы.
источник
С математической точки зрения фазовые детекторы не сравнивают фазы сигналов. Обычно фазовые детекторы производят нелинейные функции (например, sin, sawtooth, сгусток импульсов), которые в некотором приближении зависят только от разности фаз между двумя сигналами. Сложная нелинейная динамика дырочной системы (ГУН + фазовый детектор + фильтр) заставляет контур с фазовой синхронизацией синхронизировать частоту ГУН с входной частотой. Различные модификации ФАПЧ используются для улучшения рабочих характеристик (диапазоны удержания, втягивания и блокировки цепей на основе ФАПЧ: строгие математические определения и ограничения классической теории. ) для более быстрой и надежной синхронизации частот. Одним из наиболее популярных фазовых детекторов является фазовый частотный детектор (PFD), предназначенный для использования разности частот сигналов для улучшения этих характеристик. Хороший математический обзор аналоговых моделей ФАПЧ приведен в цикле фазовой : нелинейные модели и ограничения классической теории.
источник