VCO

PLL (Phase Locked Loop)
• 1.Definisi
• Phase Lock Loop adalah suatu osilator dimana frekuensi
keluarannya diatur atau dikendalikan oleh frekuensi sinyal
luar.
2.Prinsip kerja
• Loop dalam keadaan “terkunci“ jika frekuensi sinyal
terkunci masukan (referensi) dan frekuensi VCO
identik (fS = fO);
• Serta beda fasa relatif θe = θs – θo, ditentukan oleh
karakteristik detektor fasa dan oleh penyimpangan fS
dari frekuensi free running ff (yang didefenisikan
dengan tegangan kendali Vd = 0) dari VCO.
• Kalau sinyal masuk mempunyai fS = ff , tegangan
kendali ke VCO akan tetap sama dengan nol. Fasa θo
dari VCO akan mengatur sendiri untuk menghasilkan
beda fasa θe = θs – θo, yang akan menghasilkan
keluaran nol pada detektor fasa (θe = 0, θs = θo).
Sudut θe mungkin 90° atau 180°, tergantung pada
jenis rangkaian detektor fasa.
• Jika frekuensi masuk berubah sehingga fs ≠ ff, beda
fasa θe harus cukup berubah untuk menghasilkan
kendali Vd tegangan yang akan menggeser frekuensi
VCO ke fo=fs. Daerah frekuensi yang dimungkinkan
oleh pengendalian tersebut merupakan fungsi dari
komponen–komponen loop.
• Suatu pembagi frekuensi yang dapat dipilih dapat
disisipkan ke dalam loop antara titik a dan b. Kalau
perbandingan pembagi sama dengan n, frekuensi
VCO fo - n.fs tetapi tegangan/fasa yang
diumpanbalikkan ke detektor fasa mempunyai fasa =
θo. Dengan ini berarti VCO dapat membangkitkan
kelipatan frekuensi masuk dengan hubungan fasa
yang teliti antara dua tegangan.
3.Jenis Detektor Phasa:
Sinusoidal Detektor Phasa:
Ve = kd sin θe, dimana θe = θs – θo
jika : θe <<Ve, Ve = kd.θe, kd = Ve/ θe
dimana Kd = konstanta detektor fasa (Volt / rad)
jika fasa masukan dan fasa keluaran berubah terhadap waktu
dan frekuensi, maka: dalam domain s (=j2πf)
Ve(s) = kd.θe(s)
Detektor Phasa Segitiga:
Ve = 2A / π .θe
Kd = Ve / θe = 2A / π
jika fasa masukan dan fasa keluaran berubah terhadap
waktu dan frekuensi, maka: dalam domain s (=j2πf)
Ve(s) = kd.θe(s)
Detektor Phasa Gigi gergaji:
Ve 
A

kd 
. e
Ve
e


A volt


rad
jika fasa masukan dan fasa keluaran berubah terhadap
waktu dan frekuensi, maka: (dalam domain s =j2πf)
 Ve(s) = kd.θe(s)
4.Filter LPF tanpa penguatan (pasif):
5. Filter Lead-Lag:
6. Filter dengan penguat:
7. VCO (Voltage Controled Oscillator):
Phasa keluaran VCO:
Fasa keluaran VCO, kita lihat sistem PLL:
Fungsi Transfer (fasa) Lingkar Terbuka PLL:
Asumsi menggunakan Filter tipe nomor 2:
Sehingga:
Respon alami sistem orde 2:
Keterangan gambar:
Daerah kuncian/ tracking:
Daerah dimana frekuensi free running masih mampu mengejar
perubahan frekuensi luar.
8.9. Kegunaan PLL:
8.9.1 Frequency Syntesizer:
8.9.2 Modulator dan Demodulator:
8.9.2.1 PLL sebagai Modulator FM:
Langkah-langkah Perancangan PLL
(dengan filter lead-lag):
Contoh perancangan PLL:
Rancanglah PLL jika diinginkan:
Overshot  20%, pada settling time: 1ms dengan kriteria 5%
dari soal diatas, overshot< 20 % , nilai < 5% dicapai pada saat:
asumsi bahwa dihitung pada saat n =25 fo =2,5 MHz,
sehingga:
kv = 0,5.10.107 / 25 = 0,2.107
Latihan Soal