Die relative Phase zwischen zwei Signalen eignet sich gut als Fehlersignal für die Regelung von Frequenzen. Phasendetektoren arbeiten nach zwei grundsätzlich unterschiedlichen Prinzipien:
Es gibt integrierte Digitalschaltungen, die darauf spezialisiert sind, die relative Phase von zwei Hochfrequenzsignalen in eine Spannung umzusetzen. Das heißt, die Ausgangsspannung steigt halbwegs linear mit der Phasendifferenz der beiden Eingänge. Das bedeutet, es können 2 pi Hub in der Phasendifferenz ausgeben werden. Beim Überschreiten dieses Bereichs einen Rücksprung auf Null.
Die Phasendetektoren arbeiten mit schneller digitaler Logik, enthalten also keinen analogen Mischer. Daher gibt es keine Gefahr, dass eventuell vorhandene, schwache Seitenbänder in das Ausgangssignal gespiegelt werden. Das macht sie für den Phasenlock von zwei Lasern besonders attraktiv. Ein linearer Zusammenhang zwischen physikalischer Phasendifferenz und Fehlersignal vereinfacht den Aufbau eines Reglers. Mit einem einfachen Proportional-Glied kommt man schon ziemlich weit.
Da diese Bausteine intern mit ECL-Logik arbeiten, benötigen sie eine Mindest-Steigungen in den Eingangssignalen. Das schränkt den nutzbaren Frequenzbereich nach unten ein. Im unteren zweistelligen Bereich wird es hakelig. Bei 100 MHz funktionieren sie dagegen zuverlässig.
Da es sich um recht spezielle Bauteile handelt, ist die Auswahl beschränkt und die Beschaffung mit der einen, oder anderen Hürde verbunden. Eventuell ist ein diskreter Aufbau aus einzelnen Logik-Gattern eine Alternative.
Die Angabe von 10 MHz im Datenblatt ist etwas optimistisch. Bei so niedrigen Frequenzen wird der Chip etwas zickig, was die Amplitude an den Eingängen angeht. Ein Sinus sollte 0 dBm haben, was etwa 600 mV Spitze-Spitze 50 Ω entspricht. Der IC arbeitet intern mit ECL-Logik. Das bedeutet, dass Flanken recht steil sein müssen, um als solche erkannt zu werden. Eine Vorverstärkung, die aus dem Sinus ein Rechteck macht, ist daher hilfreich.
Diese beiden Bausteine unterscheiden sich lediglich in der Impedanz der Ausgänge.
Datenblatt vom Hersteller ON-semiconductor
Halbwegs pinkompatible Alternative zum MCH12140. Nur halbwegs, weil die Versorgungsspannung sich unterscheidet.
Datenblatt vom Hersteller Micrel