Was ist der Unterschied zwischen einer PLL und einer DLL?

Phasenregelkreise (PLLs) und Verzögerungsregelkreise (DLLs) werden in verschiedenen Anwendungen verwendet, aber es gibt noch keine ausführliche Diskussion der wichtigsten Aspekte dieser Schaltungen, wie sie funktionieren, in welchen Anwendungen sie verwendet werden könnten, sowie des Vergleichs zwischen diesen die zwei Stromkreise und warum sollte man gegen den anderen verwendet werden.

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Antworten:

Eine PLL steuert einen spannungsgesteuerten Oszillator, um seine Frequenz (oder eine Ableitung davon) mit einem Referenzsignal in eine Phasen- (und Frequenz-) Verriegelung zu bringen.

PLLs haben viele Anwendungen, von der Erzeugung einer "sauberen" Nachbildung eines verrauschten Referenzsignals (mit entfernten Amplituden- und Phasenschwankungen) über die Erzeugung neuer Frequenzen durch Multiplikation und Division bis zur Demodulation von phasen- und frequenzmodulierten Kommunikationssignalen. Die Eingabe-Ausgabe-Übertragungseigenschaften einer PLL können durch den Entwurf ihres Rückkopplungsnetzwerks gesteuert werden.

Eine DLL steuert eine spannungsgesteuerte Verzögerungsleitung, die typischerweise viele Abgriffe aufweist, um einen dieser Abgriffe mit einem Referenzsignal in Phasenausrichtung zu bringen. Der Eingang in die Verzögerungsleitung ist üblicherweise auch das Referenzsignal, so dass die verschiedenen Abgriffe zusätzliche Signale liefern, die aus der Periode des Referenzsignals interpoliert und / oder extrapoliert werden.

DLLs werden üblicherweise bei Hochgeschwindigkeitskommunikationen zwischen Chips auf einer Karte (z. B. zwischen einem Speichercontroller und seinen SDRAM-Chips) verwendet, um Dinge wie Eingangs- und Ausgangspufferverzögerungen sowie Verdrahtungsverzögerungen "auszugleichen" und eine sehr enge Steuerung zu ermöglichen über Einricht- und Haltezeiten relativ zum Taktsignal. Dadurch können die Datenraten viel höher sein, als dies sonst möglich wäre.

Bei entsprechend ausgelegten Phasendetektoren können sowohl PLLs als auch DLLs mit nichtperiodischen Referenzsignalen arbeiten. Eine übliche Anwendung besteht darin, Datensignalübergänge mit einem Referenztakt abzugleichen.

Während die oben erwähnte (dh saubere Version des Signals -> PLL) ein Schlüsselaspekt von PLLs / DLLs ist, die sich unterscheiden, filtern die PLLs und verhindern effektiv, dass Jitter in der Quelle die VCO-Ausgabe beeinflusst, wohingegen DLLs Jitter verbreiten. Auf den ersten Blick scheint dies ein negativer Aspekt von DLLs zu sein, aber es kann mit großer Wirkung eingesetzt werden. In einigen Fällen müssen Sie den Hauptabtastpunkt aus dem ankommenden Signal ziehen und den Jitter im Signal ignorieren, Sie würden eine PLL verwenden. Sagen wir in anderen Fällen, wenn ein Signal und ein Taktsignal denselben Jitter-induzierenden Effekten entweder an der Quelle oder im Kommunikationskanal ausgesetzt sind.

Dave Tweed
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Sie haben hier einen guten Start, aber es gibt ein paar wichtige Aspekte, die behandelt werden müssen, die sich direkt auf die Situationen auswirken, in denen diese Schaltungen verwendet werden. Hint - Jitter Propagation.

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Kann eine DLL mit nichtperiodischen Signalen verwendet werden? In diesem Fall scheint dies ein wichtiger Punkt zu sein, der erwähnenswert wäre.

Supercat

Vielleicht sollte ich meine Frage klären: Der Zweck einer PLL ist es, ein Signal X zu nehmen und ein periodisches Signal zu erzeugen, das eine Kante an jeder Stelle hat, an der Kanten in X existieren, und wahrscheinlich noch viel mehr Kanten hat. Ich würde vermuten, dass eine DLL ein Signal X und eine Referenz Y nimmt und versucht, X um einen variablen Betrag zu verzögern, so dass Kanten in X zur gleichen Zeit auftreten wie Kanten in Y, aber Kanten, die nicht existieren in X sollte in der Ausgabe der DLL nicht vorhanden sein. Oder, um es

anders zu sehen

... Ich würde vermuten, dass, während der Zweck einer PLL darin besteht, eine Uhr zu erzeugen, die einer Referenz entspricht (die periodisch oder aperiodisch sein kann), der Zweck einer DLL darin besteht, ein nichtperiodisches Signal anzupassen, so dass sein Timing mit a übereinstimmt Referenz. Dies kann notwendig sein, wenn man mehrere nichtperiodische Signale hat, die um unabhängig variable Beträge versetzt sind und diese in eine Schaltung einspeisen möchten, die einen gemeinsamen Takt teilt. Wäre das eine faire Beschreibung?

Supercat

@supercat: Fair genug, aber das ist nicht ihre einzige Verwendung. DLLs werden auch zum Ausrichten von periodischen Signalen (Uhren) verwendet.

Dave Tweed

Sie unterscheiden sich in ihrer Struktur. PLLs verwenden einen spannungsgesteuerten Oszillator (Voltage Controlled Oscillator, VCO), was DLLs nicht tun.

DLLs sind neuer als PLLs und werden häufiger in digitalen Anwendungen verwendet. DLLs verwenden eine variable Phase, um eine Verriegelung zu erzielen, dh sie verriegeln sich auf eine feste Phasendifferenz, während PLLs einen variablen Frequenzblock verwenden, dh sie passen ihre Frequenz an, bis es eine Verriegelung gibt.

Bei den meisten Digital-Reclocking-Anwendungen können Sie diese austauschbar verwenden.

EEToronto
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Während bestimmte Unterkomponenten einer DLL und einer PLL gleich sind, wird der VCO in einer PLL verwendet, um sowohl Phasen- als auch Frequenzdiversität zu erreichen. Dasselbe gilt nicht für den variablen Verzögerungsblock in einer DLL. Es gibt einige Schaltkreise, in denen sie austauschbar verwendet werden können (in Ihrem Beispiel für digitales Re-Clocking), aber in den meisten Fällen verhindern ihre einzigartigen Eigenschaften, dass sie ausgetauscht werden.

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Die wichtigsten Unterschiede zwischen PLLs und DLLs sind:

1) PLLs extrahieren (sperren) sowohl die Frequenz als auch die Phase des Eingangssignals. DLL extrahiert nur die Phase.

2) DLL benötigt eine Referenzuhr. PLLs benötigen keinen Referenztakt, sondern generieren ihn.

3) PLLs verwenden VCO. DLL hat keinen VCO.

In gewissem Sinne kann man also sagen, dass PLL stärker als DLL ist, weil es die Häufigkeit der Daten und nicht nur die Phase extrahieren kann. Wenn ein idealer Referenztakt vorhanden ist (die Frequenz der Daten ist bekannt), können DLL und PLL die gleiche Funktion ausführen - Daten in Bezug auf den am Empfänger vorhandenen Referenztakt ausrichten. Die Art und Weise, wie "die Ausrichtung" durchgeführt wird, ist jedoch unterschiedlich. PLL variiert die Frequenz, während DLL die Verzögerung variiert (durch Einstellen der Kapazität des Strompumptransistors in VCDL).

Blinddarm

Bildquelle: RJ Baker "CMOS-Schaltungsdesign, Layout und Simulation, dritte Ausgabe"

Sergei Gorbikov
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