锁相环（PLL）讲义 1、相环的分类 锁相环可分为模拟锁相环和数字锁相环。 本篇主要介绍 3种锁相环器件： 模拟：低频 LM567（NE567）、高频 NE564 数字：CD4046 此外，由于模拟锁相环与数字锁相环在原理上的区别不是很大，因此我们以数字锁相环为主来论述锁相环的基本原理。 2、锁相环的基本原理 锁相的意义是相位同步的自动控制，能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环，简称 PLL。它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域。锁相环主要由相位比较器（PC）、压控振荡器（VCO）、低通滤波器三部分组成，如图 2.1所示。 图 2.1锁相环的基本原理 压控振荡器的输出 Uo接至相位比较器的一个输入端，其输出频率的高低由低通滤波器上建立起来的平均电压 Ud大小决定。施加于相位比较器另一个输入端的外部输入信号 Ui与来自压控振荡器的输出信号 Uo相比较，比较结果产生的误差输出电压 UΨ 正比于 Ui和Uo两个信号的相位差，经过低通滤波器滤除高频分量后，得到一个平均值电压 Ud。这个平均值电压 Ud朝着减小 CO输出频率和输入频率之差的方向变化，直至 VCO输出频率和输入信号频率获得一致。这时两个信号的频率相同，两相位差保持恒定（即同步）称作相位锁定。 当锁相环入锁时，它还具有“捕捉”信号的能力，VCO可在某一范围内自动跟踪输入信号的变化，如果输入信号频率在锁相环的捕捉范围内发生变化，锁相环能捕捉到输人信号频率，并强迫 VCO锁定在这个频率上。锁相环应用非常灵活，如果输入信号频率 f1不等于 VCO输出信号频率 f2，而要求两者保持一定的关系，例如比例关系或差值关系，则可以在外部加入一个运算器，以满足不同工作的需要。 鉴相器是相位比较装置，它比较输入信号和压控振荡器输出信号的相位，输出反映了输入参考信号与 VCO输出信号之间的相位差信息。模拟锁相环输出两信号相位差的误差电压，数字鉴相器输出两信号相位差的脉冲信号。环路滤波器是一个低通滤波器，它滤除相差信号中的高频成分和噪声后，得到压控电压，以保证环路所要求的性能，增加环路的稳定性。压控电压去控制压控振荡器 VCO，压控振荡器是一个电压－频率转换器。压控电压使 VCO输出频率向输入信号频率靠拢，直至频差消失，相位锁定。 凡环路中部分电路采用数字电路者（如数字鉴相器、分频器等），就称为部分数字环。全数字环中，环路要处理的是数字信号，采用数字滤波的方法。数字锁相环可分...
