PLLとは？

PLLの意味

位相比較器、ローパスフィルタ、電圧制御発振器（VCO）、帰還経路の分周器から構成され、基準クロックに位相同期した任意周波数のクロックを生成する回路。出力周波数は「基準周波数×帰還分周比N」に落ち着く。

PLLの具体例

12MHzの水晶発振子を基準に、分周比40のPLLで480MHzのシステムクロックを生成する。

PLLは試験でどう引っ掛けられる？

分周器を帰還側に入れると周波数は逓倍（掛け算）になる。入力側に入れた場合と混同しやすい。ロック（同期確立）まで時間がかかるため、起動シーケンスで待ちが必要。

PLLと関連する用語

• 水晶発振子
• DVFS

PLLが出た過去問

• 図に示すPLLがロック状態の場合、出力周波数f_outを基準周波数f_refで表したものはどれか。ここで、分周器の分周比はNとする。

  正解：N・f_ref

  要点：PLLの出力は基準周波数×分周比Nに落ち着く

  PLLは、帰還してきた信号と基準信号の位相が一致するように電圧制御発振器を制御する回路である。ロック状態では帰還入力の周波数が基準周波数に等しくなるので、分周器で1/Nにされた後の周波数が基準周波数と一致することになる。したがって分周前の出力周波数は基準周波数のN倍になり、これを利用して逓倍クロックを作る。

  出典：平成29年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問11（IPA）

• PLLのブロック図中のa～cに入れるべき回路の組合せとして、適切なものはどれか。

  正解：a: 位相比較器、b: 分周器、c: 電圧制御発振器

  要点：PLLは位相比較器・LPF・VCOと帰還分周器で構成される

  PLLは、入力信号と帰還信号の位相差を位相比較器で検出し、その誤差をフィルタで平滑して電圧制御発振器の発振周波数を制御する閉ループである。出力の一部を分周器を通して位相比較器へ戻すことで、入力周波数の整数倍の安定した出力が得られる。したがってaが位相比較器、帰還経路のbが分周器、フィルタの後段cが電圧制御発振器となる。

  出典：令和2年度 10月 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問11（IPA）