位相同期回路とは？
いそうどうきかいろ
位相同期回路とは、入力信号の位相と周波数に自分の出力を自動的に同期させるフィードバック制御回路のことです。
位相同期回路（PLL：Phase-Locked Loop）とは、入力された基準信号の位相・周波数に対して、内部発振器の出力をフィードバック制御によって一致させる回路です。「位相ロックドループ」とも呼ばれ、通信・計測・コンピュータのクロック生成など広範な分野で利用されます。
基本構成は3つの主要ブロックで成り立っています。
- 位相比較器（PD）：入力信号と帰還信号の位相差を検出して誤差電圧を出力
- ループフィルタ（LF）：誤差電圧の高周波成分を除去してVCOの制御電圧を平滑化
- 電圧制御発振器（VCO）：制御電圧に応じて出力周波数を変化させる発振器
VCOの出力を分周器で分周して位相比較器に戻すことで、入力周波数の整数倍・分数倍の周波数を生成する周波数シンセサイザとしても機能します。
主な応用例には、FMラジオの復調、テレビの同期回路、CPUクロックの逓倍生成、USB/HDMI/PCIeの高速シリアル通信用クロックリカバリなどがあります。安定した高精度クロックの生成と分配において、PLLは現代の電子システムの要となっています。
使い方・例文
スマートフォンのプロセッサでは、位相同期回路（PLL）を使って水晶振動子の数十MHz出力を数GHzのCPUクロックへ逓倍し、高速動作を実現しています。
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