锁相环及其应用所谓锁相环路,实际是指自动相位控制电路(APC),它是利用两个电信号的相位误差,通过环路自身调整作用,实现频率准确跟踪的系统,称该系统为锁相环路,简称环路,通常用PLL 表示。锁相环路是由鉴相器(简称 PD)、环路滤波器(简称 LPF 或 LF )和压控振荡器(简称 VCO )三个部件组成闭合系统。这是一个基本环路,其各种形式均由它变化而来PLL概念设环路输入信号v i= V imsin( ω i t+ φi) 环路输出信号v o= V omsin( ω ot+ φ o) ——其中 ω o=ω r+△ωo通过相位反馈控制,最终使相位保持同步,实现了受控频率准确跟踪基准信号频率的自动控制系统称为锁相环路。PLL构成由鉴相器( PD)环路滤波器(LPF)压控振荡器(VCO)组成的环路。PLL原理从捕捉过程→锁定A.捕捉过程(是失锁的)a. φ i ┈φi 均是随时间变化的, 经相位比较产生误差相位φe=φi- φ o, 也是变化的。b. φ e(t) 由鉴相器产生误差电压 v d(t)= f ( φe) 完成相位误差—电压的变换作用。vd(t) 为交流电压。c. vd(t) 经环路滤波,滤除高频分量和干扰噪声得到纯净控制电压,由VCO产生控制角频差△ω0, 使 ω 0 随 ω i 变化。B.锁定(即相位稳定)a. 一旦锁定 φ e(t)= φe∞(很小常数) v d(t)= Vd(直流电压)b. ω 0≡ωi 输出频率恒等于输入频率(无角频差,同时控制角频差为最大△ω0max, 即 ω 0=ω r+△ω0max。ω r 为 VCO固有振荡角频率。)锁相基本组成和基本方程( 时域)各基本组成部件鉴相器 (PD) 数学模式 vd(t)=ADsin φe(t) 相位模式环路滤波器 (LPF) 数学模式 vc(t)=AF(P) vd(t) 相位模式压控振荡器 (VCO) 数学模式相位模式环路模型相位模式:指锁相环 (PLL) 输入相位和输出相位的反馈调节关系。相位模型:把鉴相器, 环路滤波器和压控振荡器三个部件的相位模型依次级联起来就构成锁相相位模型。锁相环路基本方程 ( 动态方程 ) 和物理意义方程:Pφ e(t)=P φ i (t)-AOADAF(p)sin φ e(t) Pφ e(t)=P φ i (t)-A∑(p)sin φe(t) 方程特点:属非线性微分方程非线性由鉴相器决定求解微分方程,可确定环路的性能。方程物理意义:它是描述输入信号和压控振荡器输出信号之间的相位误差φ e(t),从环路闭合的一瞬间开始 , φe(t) 随着时间 t 变化的过程。各项物理意义:Pφ e(t) 表示环路瞬时角频差△ω = ω i - ω oPφ...