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Bucle bloqueado por retardo

En electrónica, un bucle de enganche de retardo (DLL) es un circuito pseudodigital similar a un bucle de enganche de fase (PLL), cuya principal diferencia es la ausencia de un oscilador interno controlado por voltaje , reemplazado por una línea de retardo.

Una DLL se puede utilizar para cambiar la fase de una señal de reloj (una señal con una forma de onda periódica ), generalmente para mejorar las características de temporización válidas de salida de datos de subida de reloj de los circuitos integrados (como los dispositivos DRAM ). Las DLL también se pueden utilizar para la recuperación de reloj (CDR). Desde afuera, una DLL puede verse como una puerta de retardo negativo colocada en la ruta de reloj de un circuito digital.

El componente principal de una DLL es una cadena de retardo compuesta por muchas puertas de retardo conectadas de salida a entrada. La entrada de la cadena (y por lo tanto de la DLL) está conectada al reloj que se va a retardar negativamente. Un multiplexor está conectado a cada etapa de la cadena de retardo; un circuito de control actualiza automáticamente el selector de este multiplexor para producir el efecto de retardo negativo. La salida de la DLL es la señal de reloj resultante, retardada negativamente.

El bucle bloqueado por retardo es una línea de retardo variable cuyo retardo está bloqueado con la duración del período de un reloj de referencia.
Dependiendo del elemento de procesamiento de señal en el bucle (un amplificador plano o un integrador),
el bucle DLL puede ser de tipo 0 de orden 0 o de tipo 1 de orden 1.

Otra forma de ver la diferencia entre una DLL y una PLL es que una DLL utiliza un bloque de fase variable (=retardo), mientras que una PLL utiliza un bloque de frecuencia variable.

Una DLL compara la fase de su última salida con el reloj de entrada para generar una señal de error que luego se integra y se envía como control a todos los elementos de retardo. La integración permite que el error llegue a cero mientras se mantiene la señal de control y, por lo tanto, los retardos, donde deben estar para el bloqueo de fase. Dado que la señal de control afecta directamente a la fase, esto es todo lo que se necesita.

Un PLL compara la fase de su oscilador con la señal entrante para generar una señal de error que luego se integra para crear una señal de control para el oscilador controlado por voltaje . La señal de control afecta la frecuencia del oscilador y la fase es la integral de la frecuencia, por lo que el oscilador mismo realiza inevitablemente una segunda integración.

En la jerga de los Sistemas de Control, la DLL es un bucle un paso más abajo en orden y en tipo con respecto al PLL, porque carece del factor 1/s en el bloque controlado: la línea de retardo tiene una función de transferencia phase-out/phase-in que es simplemente una constante, la función de transferencia del VCO es en cambio G VCO /s. ​​En la comparación realizada en las frases anteriores (que corresponden a la figura donde se utiliza el integrador, y no la ganancia plana), la DLL es un bucle de 1er orden y tipo 1 y el PLL de 2do orden y tipo 2. Sin la integración de la señal de error, la DLL sería de orden 0 y tipo 0, y el PLL de 1er orden y tipo 1.

El número de elementos en la cadena de retardo debe ser par, de lo contrario el ciclo de trabajo del reloj en los nodos intermedios de la cadena podría volverse irregular.

Si 2N + 1 fuera el número -impar- de etapas, un ciclo de trabajo del 50% se convertiría en veces N/(2N+1), en veces (N+1)/(2N+1), siguiendo la fluctuación de la señal de error alrededor del valor correspondiente al bloqueo perfecto.

Llamando 2N al número de etapas de la cadena DLL, es fácil ver que la figura anterior cambiaría de una DLL a una PLL, bloqueada en la misma fase y frecuencia, si se hicieran las siguientes modificaciones:

La cadena resultante se convierte en un oscilador de anillo con un período igual al retraso de la cadena anterior, y el bucle se bloquea en el mismo reloj de referencia con el mismo nivel de señal de error.

El orden y el tipo de bucle se incrementan en uno. Cabe señalar además que, en el caso en que se elija el integrador en lugar de la ganancia plana, el PLL que se puede obtener es inestable.

El cambio de fase se puede especificar en términos absolutos (en unidades de puerta de cadena de retardo), o como una proporción del período de reloj, o ambos.

Véase también

Referencias

El bucle de bloqueo de retardo ha sido derivado por JJ Spilker, JR. y DT Magill, "El discriminador de bloqueo de retardo: un dispositivo de seguimiento óptimo", Proc. IRE, vol. 49, págs. 1403–1416, septiembre de 1961.