Esto se hace usando un dispositivo llamado phase-locked loop, o PLL. Aquí es un diagrama de bloques básico de un PLL:
simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab
El oscilador en la placa madre no funciona en la frecuencia de reloj del CPU, sino que funciona a una frecuencia del orden de los 100 MHz. Este oscilador que sólo sirve como un conocido y estable de referencia de frecuencia. Dentro de la CPU, el real de la frecuencia de reloj será generada por un oscilador controlado por voltaje, o VCO. El VCO puede ser sintonizado para generar frecuencias en un rango relativamente amplio. Un lazo fase-bloqueado, a continuación, sirve para bloquear el VCO de la frecuencia de salida en una relación específica con la frecuencia de referencia.
Las salidas de la referencia del oscilador y el VCO se dividen por divisores programables (con un factor de desarrollo para la referencia y M para el VCO de salida) y, a continuación, en comparación con una fase y la frecuencia del detector (PFD). La salida de la PFD se filtra y se utiliza para conducir el VCO. Esto forma un lazo de control conocido como un bucle enganchado en fase, porque sirve para conducir la fase dividida de la VCO a la igualdad de la fase dividida de la referencia. En la entrada de la PFP, la frecuencia será \$ f_{PFD} = f_{ref}/D = f_{out}/M \$. El resultado es una frecuencia de salida específico, con una relación matemática para la frecuencia de referencia, \$ f_{out} = f_{ref} * M/D \$. Como se puede ver en esta ecuación, el divisor de frecuencia en la salida del VCO tiene el efecto de multiplicar la frecuencia de referencia por su factor de división. Esto es cómo un PLL efectivamente puede generar frecuencias mucho más altas que la frecuencia de referencia.
Por ejemplo, suponga que la frecuencia de referencia es de 100 MHz, la referencia se divide por 1 (D) y el VCO se divide por 30 (M). Esto resultaría en una salida de frecuencia de 100 MHz * 30/1 = 3 GHz. Esta relación puede ser cambiado por el simple hecho de cambiar el divisor de configuración, que se puede hacer en el software a través de los registros de control. Tenga en cuenta que el cambio de la frecuencia sobre la marcha no es tan simple como cambiar el divisor de valores, la frecuencia debe ser modificado de tal manera como para asegurar que el CPU no ve 'glitches' o impulsos de reloj que son demasiado cortos. Puede ser necesario el uso de 2 Pll y cambiar entre ellos, o para detener temporalmente el reloj o cambiar a otra fuente de reloj hasta que el PLL se estabiliza en la nueva frecuencia.
Pll son utilizados en todo el lugar para generar precisas, fácilmente ajustables frecuencias de fijo, estable referencias. Su tarjeta Wi-Fi y Wi-Fi router utilizarlos para seleccionar el canal apropiado generando lo que se denomina la frecuencia del oscilador local, una señal interna que se usa la radio para inflar y convertir los datos modulados. FM de su radio más probable es que utiliza una para permitir que el software de control sobre la frecuencia de recepción, lo que permite la fácil recuperación de las diferentes estaciones. Pll también se utilizan para generar la alta frecuencia de las señales de reloj se utiliza para la unidad de los serializadores y deserializadores para Ethernet, PCI express, serial ATA, Firewire, USB, DVI, HDMI, DisplayPort, y muchos otros modernos protocolos serie.