Bu, faz kilitli döngü veya PLL adı verilen bir cihaz kullanılarak yapılır . İşte temel bir PLL'nin blok şeması:
bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik
Anakarttaki osilatör CPU saat frekansında çalışmaz, bunun yerine 100 MHz'lik bir frekansta çalışır. Bu osilatör yalnızca bilinen, sabit bir referans frekansı olarak işlev görür. CPU içinde, gerçek saat frekansı voltaj kontrollü bir osilatör veya VCO tarafından üretilecektir . VCO, nispeten geniş bir aralıkta frekanslar üretecek şekilde ayarlanabilir, ancak kendi başına özellikle kararlı veya doğru değildir - belirli bir kontrol voltajı için frekans, parçadan parçaya ve besleme voltajı ve sıcaklıkla değişecektir. Faz kilitli bir döngü daha sonra VCO çıkış frekansını referans frekansla belirli bir ilişkiye kilitlemeye yarar.
Hem referans osilatörün hem de VCO'nun çıkışları programlanabilir bölücülere bölünür (referans için D faktörü ve VCO çıkışı için M faktörü ile) ve daha sonra bir faz ve frekans dedektörü (PFD) ile karşılaştırılır. PFD'nin çıkışı filtrelenir ve VCO'yu çalıştırmak için kullanılır. Bu, faz kilitli döngü olarak bilinen bir kontrol döngüsü oluşturur, çünkü bölünmüş VCO'nun fazını bölünen referansın fazına eşit olacak şekilde tahrik eder. , frekans . Sonuç, referans frekansla belirli bir matematik ilişkisi olan bir çıkış frekansıdır,f o u t = f r e f ∗ M / DfPFD= fr e f/ D= fO u t/ Mfout=fref∗M/D. Bu denklemde görülebileceği gibi, VCO'nun çıkışındaki frekans bölücü referans frekansı bölme faktörü ile çarpma etkisine sahiptir. Bu şekilde bir PLL, referans frekansından çok daha yüksek frekansları etkili bir şekilde üretebilir.
Örneğin, referans frekansının 100 MHz olduğunu, referansın 1 (D) ve VCO'nun 30 (M) olarak bölündüğünü varsayın. Bu 100 MHz * 30/1 = 3 GHz çıkış frekansıyla sonuçlanır. Bu ilişki, kontrol kayıtları üzerinden yazılımda yapılabilen bölücü ayarları değiştirilerek değiştirilebilir. Anında frekansı değiştirmenin sadece bölücü değerlerini değiştirmek kadar basit olmayabileceğini, frekansın CPU'nun çok kısa 'hata' veya saat darbeleri görmeyeceği şekilde değiştirilmesi gerektiğini unutmayın. PLL yeni frekansta stabil olana kadar 2 PLL kullanmak ve bunlar arasında geçiş yapmak veya saati geçici olarak durdurmak veya başka bir saat kaynağına geçmek gerekebilir.
PLL'ler sabit, kararlı referanslardan hassas, kolayca ayarlanabilen frekanslar üretmek için her yerde kullanılır. Wi-Fi kartınız ve Wi-Fi yönlendiriciniz, modüle edilmiş verileri yukarı dönüştürmek ve aşağı dönüştürmek için telsizin içinde kullanılan bir sinyal olan yerel osilatör frekansı oluşturarak uygun kanalı seçmek için bunları kullanır. FM radyonuz büyük olasılıkla alma frekansı üzerinde yazılım kontrolünü etkinleştirmek için bir tane kullanır ve farklı istasyonların kolayca geri çağrılmasını sağlar. PLL'ler ayrıca Ethernet, PCI express, seri ATA, Firewire, USB, DVI, HDMI, DisplayPort ve diğer birçok modern seri protokol için serileştiricilerin ve serileştiricilerin sürülmesi için kullanılan yüksek frekanslı saat sinyallerini üretmek için kullanılır.
