第21章锁相环路的工作原理.ppt

*,是表示两个信号之间的相位同步。如两个正弦信号为:因为锁相环是相位控制系统,所以,在输入或输出信号中起作用的是它的瞬时频率或瞬时相位,其幅值通常是固定的。——瞬时角频率;——初始相位;——瞬时相位——瞬时角频率;——初始相位;——瞬时相位*:固定值(1)当时,两者的瞬时相差不随时间变化,称这两个信号相位同步。为常数(2)当时,只要有时间变化,瞬时相位差就不可能为一固定值,而是随时间变化,称这两个信号相位不同步。*(一)构成鉴相器环路滤波器压控振荡器锁相环路是由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三个基本部件组成的。通常采用英文缩写表示:鉴相器——PD(Phasedetector)环路滤波器——LF(LoopFilter)压控振荡器——VCO(Voltage-ControlledOscillator)*(1)PD的功能鉴相器对两个输入信号的相位进行比较,其输出误差电压反映了它的两个输入信号相位差的大小。(二)(2)LF的功能环路滤波器是低通滤波器,用于滤除鉴相器输出误差电压中的高频成分,起平滑滤波作用,它对环路参数调整起着决定性的作用,对环路性能有着重要的影响。(3)VCO的功能压控振荡器是一个电压/频率变换装置,它的输出振荡频率受输入电压的控制线性变化。*“自由振荡”状态(不受控),其振荡频率为,输出信号:(2)当有信号输入时,且固有频差大于环路滤波器截止频率时,即:锁相环路如何进行相位锁定与跟踪,实现输出与输入信号的相位同步呢?下面对环路的入锁过程和跟踪过程作定性描述。(1)当环路无输入信号时:——VCO的固有振荡频率;——VCO的初始相位;输入信号:——输入信号的角频率;——输入信号的初始相位;*,经环路滤波器(低通)将被完全滤除,则加到VCO控制端的电压所以,压控振荡器输出频率仍然维持在固有频率上。此时,环路没有起到控制作用,环路处于不受控状态,,也称为失锁状态。(2)当有信号输入,且固有频差大于环路滤波器截止频率时:固有频差:很大*:*(3)当有信号输入,且固有频差低于环路滤波器的截止频率时:为频率较低的正弦误差电压信号该误差电压信号经过环路滤波器就不会被滤除掉,其滤波输出信号作为控制电压加在压控振荡器上,使VCO输出调频信号。固有频差:较小*,输出电压为中心角频率为、调制频率为的调频信号。VCO瞬时输出频率牵引频率固有频率*(起始):