PLLとDLLの違いは何ですか?


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位相ロックループ(PLL)および遅延ロックループ(DLL)はさまざまなアプリケーションで使用されていますが、これらの回路の主要な側面、動作方法、使用されるアプリケーション、および2つの回路と、一方と他方を使用する理由。

回答:


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PLLは、電圧制御発振器を制御して、その周波数(またはその派生物)を基準信号と位相(および周波数)ロックします。

PLLには、ノイズのある基準信号の「クリーンな」レプリカの作成(振幅と位相の変動を除去)から、乗算と除算による新しい周波数の作成、位相変調と周波数変調の通信信号の復調まで、多くのアプリケーションがあります。PLLの入力から出力への伝達特性は、フィードバックネットワークの設計によって制御できます。

DLLは、これらのタップの1つを基準信号と位相調整するために、通常は多くのタップを備えた電圧制御遅延線を制御します。通常、遅延線への入力は基準信号でもあるため、さまざまなタップは、基準信号の周期から補間および/または外挿される追加の信号を提供します。

DLLは、入力および出力バッファ遅延や配線遅延などを「キャンセル」するために、ボード上のチップ間(メモリコントローラーとそのSDRAMチップ間など)での高速通信で一般的に使用され、非常に厳密な制御を可能にします。クロック信号に対するセットアップ時間とホールド時間を超えています。これにより、データレートを他の方法よりもはるかに高くすることができます。

適切に設計された位相検出器を使用すると、PLLとDLLの両方が非周期的な基準信号で機能します。一般的なアプリケーションでは、データ信号の遷移を基準クロックに合わせます。

上記の例(つまり、信号のクリーンバージョン-> PLL)では、PLL / DLLが異なる主要な側面は、PLLのフィルターであり、ソースのジッターがVCO出力に影響するのを効果的にブロックしますが、DLLはジッターを伝播します。最初は、これはDLLのネガティブな側面のように見えるかもしれませんが、非常に効果的に使用できます。場合によっては、到着する信号からメインサンプリングポイントを引き出し、信号のジッタを無視する必要がある場合、PLLを使用します。他のケースでは、信号とクロック信号が同じジッターをソースまたは通信チャネルのいずれかで発生させる場合を考えます。


ここから順調にスタートできましたが、これらの回路が使用される状況に直接影響する、カバーする必要があるいくつかの重要な側面があります。ヒント-ジッタ伝播。
プレースホルダー

DLLを非周期信号で使用できますか?もしそうなら、それは言及する価値がある主要なポイントであると思われるでしょう。
supercat

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おそらく、質問を明確にする必要があります。PLLの目的は、信号Xを取得し、エッジがXに存在するあらゆる場所にエッジがあり、さらに多くのエッジがある可能性が高い周期信号を生成することです。DLLは信号Xと参照Yを受け取り、XのエッジがYのエッジと同時に発生するはずであるが、存在しないエッジが発生するように可変量でXを遅延させようとするでしょうXのDLLの出力に存在すべきではありません。または、別の方法で表示するには、
...-supercat

... PLLの目的は基準(周期的または非周期的かもしれない)に適合するクロックを生成することですが、DLLの目的は非周期的な信号を適合させることで、そのタイミングが参照。これは、独立して可変の量でスキューされた複数の非周期信号があり、それらを共通のクロックを共有する回路に送りたい場合に必要になることがあります。それは公平な説明のように思えますか?
supercat

@supercat:結構ですが、それだけではありません。DLLは、周期的な信号(クロック)の調整にも使用されます。
デイブツイード

2

それらは構造が異なります。PLLは、DLLでは使用しない電圧制御発振器(VCO)を使用します。

DLLはPLLよりも新しく、デジタルアプリケーションでより多く使用されます。DLLは可変位相を使用してロックを実現します。つまり、固定位相差にロックしますが、PLLは可変周波数ブロックを使用します。つまり、ロックが発生するまで周波数を調整します。

ほとんどのデジタルリクロックアプリケーションでは、それらを同じ意味で使用できます。


DLLとPLLの特定のサブコンポーネントは同じですが、位相ダイバーシティと周波数ダイバーシティの両方を達成するためにPLLのVCOが使用されます。DLLの可変遅延ブロックについても同じことが言えません。(デジタルリクロックの例では)交換可能に使用できる回路がいくつかありますが、ほとんどの場合、独自のプロパティにより交換が妨げられます。
プレースホルダー

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PLLとDLLの主な違いは次のとおりです。

1)PLLは、入力信号の周波数と位相の両方を抽出(ロックオン)します。DLLはフェーズのみを抽出します。

2)DLLには基準クロックが必要です。PLLは基準クロックを必要とせず、代わりに生成します。

3)PLLはVCOを使用します。DLLにはVCOがありません。

したがって、ある意味では、PLLはDLLよりも強力であると言えます。位相だけでなく、データの周波数を抽出できるからです。理想的な基準クロックが存在すると仮定すると(データの周波数がわかっている場合)、DLLとPLLは同じ機能を実行できます。つまり、レシーバーに存在する基準クロックに対してデータを調整します。ただし、「位置合わせ」の実行方法は異なります。PLLは周波数を変化させ、DLLは遅延を変化させます(VCDL内の電流ポンピングトランジスタの容量を調整することにより)。

付録

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画像のソース:RJ Baker「CMOS回路設計、レイアウト、およびシミュレーション、第3版」

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