Bir frekans sentezleyici, analog veya dijital devreler tarafından belirlenen bir frekansta bir dalga formu üreten bir cihazdır. En yaygın frekans sentezleyici, sabit bir frekans referansı kullanarak faz kilitli bir döngü (PLL) tarafından kontrol edilen voltaj kontrollü bir osilatör (VCO) kullanır. Frekans sentezleyicileri, bir alt-banttaki belirli bir frekans aralığında iletmek veya almak üzere tasarlanan çoğu telekomünikasyon ekipmanında kullanılır.
İşlem, bir VCO frekansını doğrudan veya dolaylı olarak frekans referansına kilitlemeye yönlendirerek gerçekleştirilir. VCO'nun yönlendirilmesi, VCO frekansını sürekli ayarlayabilen değişken bir doğru akım (DC) voltajı ile sağlanır. VCO frekans çıkışı çok düşükse, ihtiyaç duyulduğunda frekans çarpımını uygulamak mümkündür. Benzer uygulamalarda, dijital olarak kontrol edilen osilatör, daha geniş bir frekans aralığı için ek özelliklere ve daha hızlı frekans kilitleme gibi özel özelliklere sahip gelişmiş bir VCO'dur.
Dijital frekans bölme, frekansta giriş hızı için bir integral sayı ile daha düşük olan bir bit akışı üretmek için yukarı-aşağı dijital sayaçların kullanılması işlemidir. İkili modül ön ölçekleyici, çıkıştaki frekans adımında gereken çözünürlüğü elde etmek için iki bölücü aşama kullanır. Doğru bölen şeklini ayarlayarak, VCO çıkış frekansı frekansta küçültülebilir ve PLL kilidini yeniden kurmak için yapılan referansla karşılaştırılabilir.
Basit bir frekans sentezleyicide bir VCO, bir frekans referansı, bir PLL, ön ölçekleyici, bölücü ve ilgili devreler bulunur. Örneğin, bir 10 megahertz (MHz) sinüzoidal çıktı üretmek için, direksiyon hattı bir DC seviyesindedir, böylece VCO çıkışı 10 MHz olacaktır. VCO çıkışı ayrıca 1 kilohertz (kHz) bir numune elde etmek için 10,000'e kadar frekans bölme için dijital seviyelerde kare dalgalara dönüştürülür ve bu, referans 1 kHz sinyali ile birlikte bir faz karşılaştırıcısına beslenir. Ortaya çıkan DC hata voltajı VCO direksiyon hattını kontrol eder ve PLL bu durumda kilitlenir. VCO çıkış frekansında veya fazında herhangi bir değişiklik olduğunda, işlem tekrarlanır ve düzeltme, çıkış 10 MHz'de ve PLL kilitlenene kadar VCO direksiyon hattında yapılır.
Frekans sentezleyicileri radyo vericisi ve alıcı devrelerinde yaygın olarak kullanılır. Vericilerde, frekans sentezleyici, yasal emisyon gerekliliklerini yerine getirmek için yeterince doğru olması gereken taşıyıcı frekansı üretir. Alıcılar için, süperheteron alıcı, ara frekansı (IF) elde etmek için yerel osilatörün (LO) frekansını ve gelen radyo frekansı (RF) sinyalini kullanır. Alıcıda, VCO çıkışı yerel osilatör sinyalidir. Süperhetedin alıcının, alıcı sinyali artı ya da eksi istenen IF olabilen bir LO frekansı gerektirdiği belirtilmelidir.
