《锁相技术》第6章锁相环路的应用第6章锁相环路的应用第1节跟踪滤波器第2节调制器与解调器第3节频率合成第4节载波同步第5节位同步第6节FM立体声解码第7节彩色副载波同步第8节电动机转速控制第9节锁相接收机第10节其它应用《锁相技术》第6章锁相环路的应用第1节跟踪滤波器跟踪滤波器是一个带通滤波器，其中心频率能自动地跟踪输入信号载波频率的变化。由锁相环路工作原理知道，锁相环路本身就具有这样的性能，只是其输出信号的相位可能(取决于所用鉴相器的类型)与输入信号相位差90°而已。《锁相技术》第6章锁相环路的应用图6-1(b)为输入衰落信号情况下，锁相环路的输入与输出信号的波形。锁相环路作为跟踪滤波器时应从压控振荡器输出uo(t)，在窄带设计条件下它是经过提纯的输入信号载波，可用于信号的相干解调等。《锁相技术》第6章锁相环路的应用图6-1锁相环路跟踪衰落信号《锁相技术》第6章锁相环路的应用根据压控振荡器的特性，它的瞬时振荡频率()()()()()voociocootKutttutKK当环路锁定时，ωv(t)=ωi(t)，因而《锁相技术》第6章锁相环路的应用一、跟踪特性锁相环路的跟踪特性是可以测量的。以CMOS集成锁相环路5G4046构成的跟踪滤波器如图6-2(a)。在电源电压为10V，中心频率fo=100kHz的情况下，用X—Y记录仪直接测得的结果如图6-2(b)。《锁相技术》第6章锁相环路的应用图6-2锁相环路跟踪特性的测量《锁相技术》第6章锁相环路的应用图6-2锁相环路跟踪特性的测量《锁相技术》第6章锁相环路的应用当输入频率下降时得到图中实线，在fi=f3=1208kHz处环路捕获，在fi=f1=41kHz处失锁。由此可算得环路的同步带413211()(161.541)060.252211()(120.872.5)24.1522HpfffkHzfffkHz捕获带《锁相技术》第6章锁相环路的应用二、频率特性锁相环路对输入高频信号的带通特性是由环路传递函数的低通特性所决定的。设输入信号被正弦音频信号调频，则输入瞬时频率为式中ωc是载频；Ω为调制音频；Δω为峰值频偏。根据第一章的定义，输入相位为()sinictt(6-1)1()costt(6-2)《锁相技术》第6章锁相环路的应用只要环路工作在线性范围，环路滤波器的输出uc(t)也是频率为Ω的正弦波，它的幅度为式中H(jΩ)是环路的闭环频率响应；θ1(jΩ)是正弦相位信号θ1(t)的幅度*。根据(6-2)式1()()()cojHjjUjK(6-3)11()()()cojjjK将(6-4)式代入(6-3)式得到(6-4)(6-5)《锁相技术》第6章锁相环路的应用图6-3跟踪滤波器的频率特性《锁相技术》第6章锁相环路的应用图6-3跟踪滤波器的频率特性《锁相技术》第6章锁相环路的应用第2节调制器与解调器一、调幅信号的调制与解调1.调幅信号设未调载波为()sin()sin[]cecFutUtutt式中Uc为载波幅度；ωc为载频。调制信号为(6-6)(6-7)《锁相技术》第6章锁相环路的应用为分析简化，式中信号幅度已经归一。经调幅后产生的调幅信号为()[1()](){sincos[()]cos[()]22AMApcAAccccutmututmmUttt(6-8)《锁相技术》第6章锁相环路的应用2调制器用集成锁相环路很容易构成一个性能良好的AM调制器。这时，环中的相乘器不再作鉴相器应用，而是直接用它的相乘功能；压控振荡器也不再作被控振荡器，而是直接产生载波信号。由此构成如图6-4框图。图6-4AM调制器原理图《锁相技术》第6章锁相环路的应用《锁相技术》第6章锁相环路的应用3解调器常用的AM信号解调器是峰值检波器。这种电路无法抑制信号所伴随的噪声，解调输出信噪比较差。若用同步解调则可抑制噪声，使解调输出信噪比得到改善。设带有载波的DSB—AM信号为(){sincos[)]2cos[)]2AAMoccAcmutUttmt(6-9)《锁相技术》第6章锁相环路的应用图6-6AM信号同步解调的原理图《锁相技术》第6章锁相环路的应用同步的恢复载波为这两个信号相乘即可实现同步解调()sinrcutt(6-10)(){1sincos222sin[(2)]2sin[(2)]2cAdemAcAcAcUmutmttmtmt(6-11)《锁相技术》第6章锁相环路的应用图6-7AM信号的PLL同步解调《锁相技术》第6...
