Un detector de la fase del es un mezclador de la frecuencia o el circuito del multiplicador análogo que generan una señal del voltaje que represente la diferencia en fase entre dos entradas de señal. Es un elemento esencial del lazo sincronizado en fase (PLL).

La detección de diferencias de fase es muy importante en muchos usos, tales como control del motor, mecanismos servos, y desmoduladores

Detector de la fase del mecánico

Un análogo al detector sensible de la fase es el motor síncrono, como por ejemplo el motor de pasos micro-caminado . El estator produce un campo magnético de rotación por sus bobinas. El rotor, que es un imán permanente, siente un ímpetu angular si no se alinea con este campo. Esto acelerará o retrasará su rotación. Esto lleva a una oscilación alrededor de la posición alineada, que es humedecida por la fricción .

Detector electrónico de la fase

A menudo uno quiere imitar este comportamiento en un sistema, donde el desalineamiento no se junta directo a un ímpetu angular. Y a menudo incluso si el sistema no está de naturaleza electrónica, utilizar sensores y conductores, para todo el PLL, pero la regeneración, está de naturaleza electrónica.

Un sistema electrónico almacena el ángulo como vector de dos componentes que tiene este ángulo. El ángulo entre dos vectores es calculado por el producto interno por medio de una computadora análoga, éste también se llama una cuadratura usar los mezcladores electrónicos supuesto que el producto interno contiene una suma sobre los componentes del vector. A menudo solamente un componente está disponible, después uno tiene que esperar un período cuarto para que ese otro componente gire adentro. La suma entonces es substituida por un promedio durante un período, que el detector de la fase carga sobre el filtro del PLL. Entonces uno habla de fase en vez de ángulo. Ver la fórmula de Euler para la introducción en la formulación matemática.

Ningún componente electrónico existe, que hace una multiplicación. Los diodos de un y los transistores bipolares toman el exponencial y conjuntamente con la adición y la inversión puede ser utilizado para la multiplicación (mezclador del anillo del diodo).

Los transistores de efecto de campo toman el cuadrado y por medio de las ecuaciones binomiales se puede utilizar para la multiplicación. En la célula uno de Gilbert entrada se amplifica en un amplificador diferenciado y la mezcla ocurre en dos amplificadores más diferenciados. Un voltaje grande entre la puerta y dren o base y colector hace a independiente actual de pequeños cambios del voltaje aquí. Solamente el voltaje entre el emisor y base o fuente y la puerta, que está cercana al umbral, dicta la corriente. Cuando la fuente está conectada con una entrada y la puerta está conectada con la otra entrada, éste es igual que tomando la diferencia entre las dos señales. Y como también las señales de entrada negativas se proporcionan, la suma puede también ser tomada. Estas sumas son voltajes y el de variación cuadrática del transistor de efecto de campo lo convierte en una corriente. Dos corrientes se agregan sobre un resistor de la carga, llevando al voltaje de la salida y en el otro resistor de la carga para rendir el voltaje negativo de la salida. Los segundos pares no son amplificadores realmente diferenciados pues no son alimentación por una fuente actual y el voltaje no está flotando así mientras tanto. Necesitan entradas equilibradas y un buen diagonal. Un resistor grande en el carril de una energía más baja, que actúa como fuente actual, alimenta los primeros pares diferenciados y éste actúa sí mismo como fuente actual. Así un resistor de la carga se requiere para hacerle una fuente del voltaje para los fets, y en general una cierta linearización puede ser aplicada.

Relajando un pedacito, la curva característica exponencial de un transistor bipolar se puede aproximar por una serie de Taylor y ésta demuestra que para las pequeñas amplitudes el cuadrado domina la señal. Pues esto es solamente aproximadamente válido, es también posible hacer una segunda aproximación, y alimenta todos los pares como pares diferenciados. Para la detección de la fase una no necesita una multiplicación de la alta calidad. En vista de ondas cuadradas en vez de ondas de seno a la fase significa un retardo entre los bordes. El producto interno se convierte en la puerta XOR como se utiliza en la lógica de acoplamiento para emisores .

Este circuito es rápido, porque utiliza solamente el canal N o los transistores de NPN, todas las señales es diferenciado y se puede transmitir a través de las líneas de transmisión y aunque la corriente y los voltajes entre todos los componentes tienen que colocar antes de que una salida válida esté disponible. Y porque incluso si se significan las señales de ser binarias los transistores se utilizan en la región linear y apenas el tacto de la saturación y cortan la región a evitar la deriva lejos de la lógica nivela en operaciones consecutivas. Necesita mucho la ayuda, como mucha energía, desplazadores llanos para las señales, y Baluns o espejos de la corriente

Muchas más combinaciones de señal son posibles, como seno con el cuadrado o seno con pulsos usar solamente un transistor, pero solamente las ondas de seno previenen Cerradura falsa del, que es un fenómeno que puede ocurrir cuando un lazo sincronizado en fase sincroniza a un armónico de la señal prevista algo que la señal sí mismo. La limitación de la frecuencia en la cual el PLL puede funcionar puede prevenir la cerradura falsa, pero la puede no ser deseable limitar el oscilador de PLL esta manera.

La puerta de XOR se puede también ejecutar por las puertas de NAND (o NORs en el ECL) que agregan un cierto estado latente, pero más importantemente en este uso que no reduce la frecuencia cortada. El adición de una regeneración y por lo tanto la construcción de un flip-flop de RS- (electrónica) permite que uno utilice solamente los bordes delanteros de los pules. Se quita El NAND pasado, en lugar dos señales se generan, de indicar de qué señal viene el borde primero. Se llaman atrasadas y temprano. Este circuito mezcla interesante encima en el detector de la frecuencia para las señales con diferencia grande de la frecuencia. La consideración del motor síncrono antedicho esta característica puede ser utilizada al comienzo suave un motor eléctrico con una alta inercia atada a ella y después trabarla tan difícilmente como sea posible. Este circuito se llama el detector de la frecuencia de la fase. Este tipo también evita la cerradura falsa del .

La etapa siguiente en un PLL es un filtro electrónico, como en la figura un RC-filtro . Para esto la señal del voltaje del detector de la fase sería enviada a través de un resistor, antes de cargar un condensador. La mayoría de los circuitos prácticos utilizan un reemplazo activo, un amplificador de Transimpedance, llamaron una bomba de carga . El resistor de la salida en la figura debe apenas hacer alusión en más componentes del filtro para venir, ve el artículo de PLL. El detector de la fase se traba en el 90°, pero el detector de la frecuencia de la fase se traba en la fase cero y permite utilizar la bomba de carga solamente por períodos cortos. Concerniente a este período el retardo entre los bordes es grande y el circuito es más sensible. En realidad el finitos giran y dan vuelta apagado a las épocas de la bomba de carga crean una venda muerta supuesta, de que no son ninguna sensibilidad en 0°. Esto se previene en algunas virutas (referencia. Máxima) introduciendo un retardo (véase que el cuadro 1) en el circuito de lógica que se empareja al agregado se gira y da vuelta apagado mide el tiempo.

Por supuesto, porque flexibilidad de poca velocidad y alta es ventajoso convertir cada vez más las partes del PLL en el dominio digital. Cualquiera uno de la señal establece el paso de un convertidor de analógico a digital y una computadora calcula la fase. O la salida del detector de la fase (- frecuencia) entra un rato al convertidor digital en vez de una bomba de carga.

Detectores ópticos de la fase

Los detectores de la fase también se saben en la óptica . Son básicamente los interferómetros . Para (amplitud modulado) la luz pulsada, se dice para medir la fase entre los portadores. Es también posible medir el retardo entre los sobres de dos pulsos ópticos cortos por medio de la correlación cruzada en un cristal no linear . Y es posible medir la fase entre el sobre y el portador de un pulso óptico, enviando un pulso en un cristal no linear . Allí el espectro consigue más ancho y en los bordes la forma depende perceptiblemente de la fase.

anticuado

Poner en fase los detectores se extienden de muy simple al complejo en diseño. Una puerta de lógica XOR hace un detector pasable de la fase. Cuando las dos señales comparadas son totalmente en fase, las dos entradas iguales a la puerta de XOR harán salir un nivel constante de cero. Con una diferencia de fase 1°, la puerta de XOR hará salir un " 1" para la duración de las señales que son diferentes (1/360o del ciclo). Cuando las señales son 180° aparte, (uno es alto cuando el otro es bajo, y viceversa) la puerta de XOR pone hacia fuera un " constante; 1" señal. La integración durante un período del oscilador de la referencia de la señal de salida da lugar a un voltaje análogo proporcional a la diferencia de fase. En realidad es proporcional al valor absoluto de la fase. Tan si fuera de la condición de fase ocurre, el lazo de control no sabe en qué dirección a corregir. Por lo tanto es generalmente bloqueado en el 90°.

Un detector de la fase se puede también hacer de un multiplicador análogo, que se adapta más para las ondas de seno, muestra y circuito del asimiento, la bomba de carga, o los flip-flop de lógica que consisten en de un del circuito el pasado se demuestra en la figura, que tiene la capacidad de poner en fase la cerradura a las señales con uniones mal hechas grandes de la frecuencia. Estos detectores de la fase tienen características más deseables tales como mejor exactitud en las pequeñas diferencias de fase.

¡hecho de dos flip-flop que tiene la función de detectar cuando la frecuencia así como fase no empareja entre las señales de entrada. Un detector de la fase-frecuencia previene el fenómeno falso de la cerradura.