1笫笫77章锁相环路章锁相环路7.0反馈控制电路概述7.01AGC7.1锁相环路的基本概念PLL各部件的特性与数学模型7.2PLL的线性分析PLL的线性模型与传递函数PLL的稳态相差PLL的稳定性(*)7.3PLL的非线性分析一阶环路的非线性分析二阶环路的非线性分析7.4AFC7.5集成锁相环介绍PLL电路实例与应用举例PLL基本组成与工作原理PLL的环路方程与相位模型PLL的暂态信号跟踪特性PLL的频率特性PLL的噪声特性(*)27.2.3PLL的跟踪特性PLL的跟踪特性:指对于已经锁定的环路,当输入信号的频率或相位发生某种变化时,环路使压控振荡器的频率和相位跟踪输入信号变化的特性。跟踪特性讨论内容:对两类输入信号的跟踪特性1、典型暂态信号(相位阶跃、频率阶跃、频率斜升)--瞬态响应跟踪过程(相位误差的最大瞬时跳变,即过冲量)跟踪速度(趋于稳定的时间)跟踪精度(稳态相差)。2、相位按正弦规律变化的输入信号――正弦稳态响应(PLL的频率特性)分析工具:三个传递函数37.2.3.1PLL7.2.3.1PLL对对暂态信号的跟踪特性跟踪特性分析瞬态响应的几种典型的输入信号:输入相位阶跃(如PSK)000)(1tttss)(1输入频率阶跃(如:开机、FSK)000)(ttti000)(1tttt21)(ss输入频率斜升0t00t2)(Rtti0t00t)(21Rtt31)(sRs4求求PLLPLL瞬态响应和稳态相差的方法瞬态响应和稳态相差的方法)(te如何求解稳态相差?e)(sTe)(Se)()(lim)(lim)(lim100sssTsstesesete由求利用拉氏变换终值定理求环路跟踪暂态信号有个瞬变过程,如何求解瞬态响应?)(Se由求利用反拉氏变换求)(te)()()(1ttteoe)()()(1sssTee根据线性系统理论,瞬态相位误差就是拉氏反变换,瞬态响应可借助于误差传递函数分析。)(Se51.1.输入相位阶跃-输入相位阶跃-一阶一阶PLLPLL跟踪情况跟踪情况1)(sHFtKepet)(01lim)(lim00sKssPseseppeKssKsss)()(1)1()()()(1tKeopetttss)(1)()()()(1sHKsssssTFpee6一阶环路对相位阶跃的跟踪过程一阶环路对相位阶跃的跟踪过程(a)相位变化前(输入、输出波形重合)(b)输入相位跳变(c)VCO输出7一阶一阶PLLPLL对对相位阶跃跟踪的讨论0e讨论:一阶环控制电压的变化是立即加至压控振荡器上的.为什么VCO的相位要经过一段时间才能跟踪上输入相位的变化呢?根本原因是控制电压改变的是压控振荡器的频率,但需要跟踪的是输入信号相位的跳变,而VCO相位的变化是频率的积分,所以它需要一定的时间。稳态相差为0,跟踪状态能否维持?对于相位阶跃,由于VCO为理想积分环节,在瞬变过程中误差电压不等于0,VCO的相位已得到调整,最终并不要求VCO频率调整,环路还处于锁定状态。对于相位阶跃信号一阶环的稳态相差81.1.二阶环对输入输入相位阶跃相位阶跃的跟踪情况nnppnKK21212121(2)理想积分滤波器的二阶PLL22212)()()(nneessssssT222)(nnessss1)1sinh11(cosh1)1(1)1sin11(cos)(222222tnntntnnennnettetettt:环路自然角频率:阻尼系数0121lim)(lim2200ssssnnsese9二阶环路对相位阶跃的跟踪过程)(te二阶环路对相位阶跃的跟踪过程最大相位误差在t=0时刻输出信号能完全跟踪输入相位的变化,稳态相差为零,跟踪过程相位误差不是单调变化越小,过冲量越大102.2.一阶一阶PLLPLL对对输入频率阶跃输入频率阶跃跟踪情况跟踪情况)1()(tKPepeKtPPseseKKsss00lim)(lim)()()(1ppeKsssKsss21)(ss112.2.一一阶环路对频率阶跃的跟踪情况讨论ePdddepdpKKKKtvtvtvtvK)...