【文章內(nèi)容簡介】 有限的。 總之，當(dāng)輸入為調(diào)角信號，反饋信號載頻與輸入信號載頻相等的狀態(tài)叫跟蹤狀態(tài)，不等于的狀態(tài)叫失鎖狀態(tài)。 16 也有人把鎖定狀態(tài)叫跟蹤狀態(tài)，或把跟蹤狀態(tài)叫鎖定狀態(tài)。但一般說環(huán)路處于鎖定狀態(tài)時，是指輸入為固有頻率信號，說環(huán)路處于跟蹤狀態(tài)時，是指輸入為調(diào)角信號。 另外，還有人把鎖定狀態(tài)或跟蹤狀態(tài)叫同步狀態(tài)。實際上，“同步”一詞是用來描述兩個運動過程的關(guān)系的。它們處于同步狀態(tài)是指這兩個過程 保持某種協(xié)調(diào)的關(guān)系。在鎖相環(huán)中可以把輸入信號和輸出信號看作兩個運動過程，并用矢量來表示它們。若這兩個矢量的相位位置保持不變或變化很小，我們可以說這兩個信號是同步的，否則是式步的。 鎖相環(huán)的捕捉與同步帶 在使用鎖相環(huán)時經(jīng)常要遇到兩個問題。一個是開機時環(huán)路能不能進入鎖相狀態(tài)（或跟蹤狀態(tài)），另一個是環(huán)路鎖定后能不能保持鎖相狀態(tài)（或跟蹤狀態(tài)）。第一個問題與環(huán)路捕捉帶有關(guān)，第二個問題與環(huán)路的同步帶有關(guān)。本節(jié)中，將通過鎖相環(huán)實驗中觀察的現(xiàn)象來說明這兩個重要概念。 實驗框如圖 所示。 Ui(t) 為固定頻率信號 ，來自信號源。 VCO為一個 RC 定時振蕩器或 LC 變?nèi)荻O管振蕩器。 LF 為直流增益有限的低通濾波器。 PD 為模擬乘法器（取差頻），其輸出與相差成正弦關(guān)系（第二章將作詳細指導(dǎo)） Ud(t)=Udsin? e(t) 17 圖 實驗鎖相環(huán) 斷開開關(guān) K，環(huán)路對 VCO 無控制作用，測量 VCO 頻率 ?v ，即得到其固有振蕩頻率 ?0 。使輸入頻率 ?i 接近 ?0，閉合開關(guān) K，測量 ?v和 ?i，可發(fā)現(xiàn) ?v=?i ，即環(huán)路進入了鎖定狀態(tài)，記此時的 ?i 為 ?i0。 環(huán)路鎖定后， 按下述規(guī)律緩慢地改變 ?i 并注意觀察 ud(t)的波形。 先增大 ?i 直到環(huán)路剛剛失鎖，記此時的輸入頻率為 ?i1 。再減小?i ，直到環(huán)路剛剛鎖定為止，記此時的輸入頻率為 ?i2 。繼續(xù)減小?i ，直到環(huán)路再一次剛剛失鎖為止，記此時的 ?i 為 ?i3 。再一次增大?i ，直到環(huán)路再一次剛剛鎖定為止，記此時的 ?i 為 ?i4 。 我們可以發(fā)現(xiàn) ： （ 1） ?i由 ?i0 向 ?i1增大時， ud為直流且隨 ?i 增大而增大； （ 2） ?i由 ?i1 向 ?i2減小時， ??00, ud 為上寬、下窄的不對稱正弦波，如圖 17 所示 。且隨 ?i 減小，不對稱程度增大， ?i 等于 ?i2 時， ud 突然變?yōu)橹绷鳎? （ 3） ?i由 ?i2向 ?i3 減小時， ud為直流，且隨 ?i 減小而減小； （ 4） ?i由 ?i3 向 ?i4增大時， ??00,ud為上窄、下寬的不對 18 稱正弦波，如圖 18 所示。且隨 ?i 增大，不對稱程度增大， ?i等于 ?i4 時，突然變?yōu)橹绷鳎? （ 5） 直流 ud 的變化范圍不會超過交流 ud 的變化范圍。 分析的 波 形圖如下： 把上述實驗重復(fù)做若干次，每次得到的 ?i ?i ?i ?i4值可能不相同，分別對它們作平均處理，得到四個平均值 1 2 3 4i i i if f f f、 、 、 和 。然后求出兩個頻差 ??P=241()2 iiff? ??H=131 ()2 iiff?? 求出這兩個頻差值后，再作如下實驗。 斷開 K 或斷開鎖相環(huán)的電源，在不同的 ?i 下關(guān)閉 K 或接通環(huán)路電源?？梢园l(fā)現(xiàn)，只要滿足 00ipf f f f? ? ? ? ?，環(huán)路就可以鎖定。否則不能鎖定。 環(huán)路鎖定后，緩慢變化 ?i ，只要滿足 00iHf f f f? ? ? ? ?，環(huán)路就可以 19 保持鎖定 ，且 ud隨 fi增大而增大，隨 fi減小而減小。 可見， △ fp 是環(huán)路能進入鎖存狀態(tài)的最大固有頻差，△ fH是環(huán)路能保持鎖定狀態(tài)的最大固有頻差。我們稱△ fp 為捕捉帶（ Pullin Rang 或 Acquisition Range） ,稱△ fH 為同步帶（ Hold Range） . 捕捉帶和同步帶也可用角頻率△ wp和△ wH表示。 當(dāng)環(huán)路的鑒相特性為式（ 118）時，△ wH〉△ wp ，環(huán)路失鎖時ud(t)為不對稱的正弦波。在以后的有關(guān)章節(jié)中再對此結(jié)論作詳細分析并給出各種鎖相環(huán)的△ wp和△ wH計算公式。 下面再對捕捉帶和同步帶這兩個重要概念的物理意義作進一步闡述。 任何一個振蕩器，由于它的有源器件和振蕩回路元器件參數(shù)都是隨溫度、濕度等周圍環(huán)境及使用時間做緩慢變化的。鎖相環(huán)路的VCO 是一個振蕩器，它的固有震蕩頻率 fo也是一個變化范圍。輸出信號也是由某一振蕩器產(chǎn)生的，故 fi 也是在一定范圍內(nèi)變化的，這樣，環(huán)路的固有頻差就不是一個固定值，而是有一個變化范圍，要想使環(huán)路接通后能進入鎖定狀態(tài)，必須滿足 |△ fo|△ fp這一條件。環(huán)路鎖定后，△ fo 也是在不斷變化的，要想環(huán)路保持鎖定狀態(tài)，必須滿足 |△fo|△ fH這一條件。 總之，鎖相環(huán)能夠進入鎖定狀態(tài)（簡述為環(huán)路能夠鎖定）的條件是 |△ fo|△ fp （ 121） 20 或 Fi△ fpfifo+△ fp （ 122） 環(huán)路能夠保持鎖定的條件是 |△ fo|△ fH （ 123） 或 fo△ fHfifo+△ fH (124) 通常，稱式（ 122）為環(huán)路的捕捉范圍，式（ 124）為環(huán)路的同步范圍。 鎖相環(huán)分類與應(yīng)用簡介 鎖相環(huán)的分類 目前，主要是根據(jù)鎖相環(huán)的部件電路類型來對鎖相環(huán)分類的。 、 模擬鎖相環(huán) PD， LF， VCO 等部件全是模擬電路。這是應(yīng)用較早的鎖相環(huán)。在模擬鎖相環(huán)中，最常用的鑒相器是模擬乘法器。環(huán)路濾波器是由 RC 組成的無源低通濾波器或由 RC 和運算 放大器組成的有源低通濾波器。壓控振蕩器有變?nèi)荻O壓控管振蕩器，射極耦合多諧壓控振蕩器等。另外，由數(shù)字門電路組成的振蕩器也常歸屬模擬壓控振蕩器，應(yīng)為它的壓控電壓是模擬量，震蕩頻率是連續(xù)可變的。鎖相接受器、截波提取、調(diào)角信號解調(diào)等常用模擬鎖想環(huán)。 、 模數(shù)混合鎖相環(huán) 采用數(shù)字鑒相器， LF、 VCO 仍與模擬環(huán)相同。這種鎖相環(huán)出現(xiàn)初期，常被稱為數(shù)字鎖相環(huán)，可稱之為傳統(tǒng)的數(shù)字鎖相環(huán)。在這種鎖相環(huán)中， ud、 uc仍為模擬信號。 PD 的兩個輸入信號為二進制數(shù)字信號。 電荷泵鎖相環(huán)是一種典型的模數(shù)混合鎖相環(huán)，常在頻率合成 器 21 中使用。 、數(shù)字鎖相環(huán) 全部部件都是數(shù)字電路，所有信號都是二進制的或多進制的數(shù)字信號。數(shù)字鎖相環(huán)常用來提取位同步信號。 四、 無線發(fā)射的電路設(shè)計 主要技術(shù)指標(biāo) ● 發(fā)射功率 PA 一般是指發(fā)射機輸送到天線上的功率 .只有當(dāng)天線λ可比擬時 ,天線才能有效地把載波發(fā)射出去 .波長λ與頻率 f 的關(guān) 為 λ =C/f 式中 ,C為電磁波傳播速度 ,C=3 108m/ VA=2UV,則通信距離 S 與發(fā)射功率 PA的關(guān)系為 {S}Km= 4 }{ MWAP 表 1 列出了小功率發(fā)射機的功率 PA與通信距離 S 的關(guān)系 PA/mW 50 100 200 300 400 500 600 700 S/Km 表（ 1） ● 工作頻率或波段 發(fā)射機的工作頻率應(yīng)根據(jù)調(diào)制方式 ,在國家或地區(qū)有關(guān)部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取 .廣播通信常用波段的劃分如表（ 2）所示 ,對于調(diào)頻發(fā)射機 ,工作頻率一般在超短波范圍內(nèi) . 波段名稱 波長范 圍 /M 頻率范圍 頻段名稱 22 超長波 100000～ 10000 2kHz～ 30kHz 甚低頻 長波 100000～ 1000 30kHz～ 300kHz 低頻 中波 1000 ～ 200 30kHz～ 中頻 中短波 200 ～ 50 ～ 6MHz 中高頻 短波 50 ～ 10 6MHz ～ 30MHz 高頻 超短波 10 ～ 1 30MHz～ 300MHZ 甚高頻 表（ 2） 波段的劃分 ● 總效率 發(fā)射機的總功率 PA與其消耗的總功率 PC之比稱為發(fā)射機的總功率η A,即 η A=PA/PC ● 非線性失真 當(dāng)最大頻偏△ fm為 75kHz,調(diào)制信號的頻率為 100Hz～7500Hz 時 ,要求調(diào)頻發(fā)射機的非線性失真系數(shù)γ應(yīng)小于 1%. ● 雜音電平 調(diào)頻發(fā)射機的寄生調(diào)幅應(yīng)小于載波電平的 5%～ 10%,雜音電平應(yīng)小于 65dB. 設(shè)計原理 之 擬定發(fā)射機的組成方框圖 擬定整機方框圖的一般原則是 ,在滿足技術(shù)指標(biāo)的前提下 ,力求電路簡單 ,性能穩(wěn)定可靠 (單元電路級數(shù)盡可能少 ,以減小級間的相互感應(yīng)、干擾和自激 ). 由于本題要求的發(fā)射功率 PA不大 ,工作中心頻率 f0也不高 ,因此晶體管的參量影 響及電路的分布參數(shù)的影響不會很大 , 整機電路 以設(shè)計的簡單些 .設(shè)組成框圖如圖下圖（ 1