W syntezerze częstotliwości z pętlą PLL detektor fazy porównuje sygnał generatora VCO (po dzielniku) z sygnałem wzorcowym. Jego sygnał wyjściowy po przejściu przez filtr pętli

Dlaczego tak

W pętli PLL napięcie błędu z detektora fazy, wygładzone przez filtr, przestraja generator VCO tak długo, aż częstotliwość podzielona przez dzielnik zrówna się z częstotliwością wzorcową. Sygnałem wyjściowym syntezera jest sygnał z VCO, a nie napięcie błędu. Generator wzorcowy z kwarcem nie jest przestrajany – to on wyznacza dokładność całego układu.