理學(xué)鎖相環(huán)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-19 23:10本頁(yè)面
【正文】 是一個(gè)常數(shù)。 若瞬時(shí)相差為固定的穩(wěn)態(tài)相位差若瞬時(shí)相差為固定的穩(wěn)態(tài)相位差 θe(∞)，環(huán)路的輸出、環(huán)路的輸出、輸入頻率一定相等，沒(méi)有頻差存在，稱這種狀態(tài)為鎖定狀態(tài)輸入頻率一定相等，沒(méi)有頻差存在，稱這種狀態(tài)為鎖定狀態(tài)。這里對(duì)鎖相環(huán)路的幾個(gè)頻差的概念作介紹如下：① 固有頻差 ?ωR=PθR(t)=ωR－ ωr；② 控制頻差 ?ωv=Pθv(t)=ωv－ ωr。③ 瞬時(shí)頻差 ?ωe=Pθe(t)=ωR－ ωv在環(huán)路捕捉過(guò)程中，隨著控制電壓的逐步建立和逐漸增強(qiáng)，控制電壓加到壓控振蕩器上所產(chǎn)生的控制頻差也逐漸增大。當(dāng)控制頻差足以抵消固有頻差時(shí)，則瞬時(shí)頻差等于零，即環(huán)路進(jìn)入鎖定狀態(tài)。環(huán)路鎖定時(shí)，瞬時(shí)頻差為零，但存在一個(gè)穩(wěn)態(tài)相位誤差 ?e∞。若鎖相環(huán)路原本處于失鎖狀態(tài)，由于環(huán)路的調(diào)節(jié)作用，最終進(jìn)入鎖定狀態(tài)，這一過(guò)程，稱環(huán)路捕捉過(guò)程。在沒(méi)有干擾的情況下，環(huán)路一經(jīng)鎖定，其輸出信號(hào)頻率等于輸入信號(hào)頻率。2)鎖相環(huán)路的基本特性若環(huán)路原本處于鎖定狀態(tài)，由于溫度或電源電壓的變化，使 VCO輸出頻率變化，或者輸入信號(hào)頻率變化，通過(guò)環(huán)路自動(dòng)相位控制作用，使 VCO相位（頻率）不斷跟蹤輸入信號(hào)的相位（頻率），這個(gè)過(guò)程稱 跟蹤過(guò)程，或同步跟蹤過(guò)程，或同步 過(guò)程。由于鎖相環(huán)路具有自動(dòng)跟蹤特性，所以它相當(dāng)于一 高頻窄帶濾波器 ，不但能濾除噪聲和干擾，而且能跟蹤輸入信號(hào)的載頻變化，可以從有噪聲背景的輸入已調(diào)波信號(hào)中提取出純凈的載波。頻差范圍稱捕捉帶或捕捉范圍，記作 Δfp。環(huán)路所能跟蹤的最大頻率范圍稱同步帶，記作 ΔfH。Pullin Range,Capture Range: ΔfpHoldin Range, Tracking Range: ΔfH常用集成鎖相環(huán)路 集成鎖相電路種類很多。按電路可分為模擬式與數(shù)字式兩大類。按用途可分為通用型與專用型兩種。通用型都具有鑒相器與 VCO，有的還附加有放大器和其他輔助電路，其功能為多用的；專用型均為單功能設(shè)計(jì)，例如調(diào)頻立體聲解調(diào)環(huán)、電視機(jī)中用的正交色差信號(hào)的同步檢波環(huán)等。 模擬鎖相環(huán)路適合于工作頻率較高、頻率變化范圍較小的情況 ，因?yàn)槿艄ぷ黝l率太低，則濾波器不能有效分離差頻與和頻信號(hào)、以及高次諧波信號(hào)；同時(shí)由于正弦型鑒相器的線性動(dòng)態(tài)范圍較小，若頻率變化范圍較大，則鑒相器不能產(chǎn)生有效的跟蹤信號(hào)，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)路的鎖定。 鎖相環(huán)路中若鑒相器采用數(shù)字式鑒相器，則稱為數(shù)字式鎖相環(huán)路。 數(shù)字式鎖相環(huán)路的工作頻率范圍寬，若其 VCO采用 RC型振蕩器，則工作頻率最低可達(dá)幾 HZ以下。這里我們以數(shù)字式鎖相環(huán) CD4046為例說(shuō)明 :CD4046是帶有 RC型 VCO的鎖相環(huán)路，屬于低頻鎖相環(huán)路，同類產(chǎn)品還有 CC4046（國(guó)產(chǎn)）、 MC14046等。如圖所示為 CD4046的內(nèi)部功能框圖和構(gòu)成鎖相頻率合成器時(shí)的外圍元件連接圖。芯片內(nèi)含有一個(gè)低功耗、高線性 VCO，兩個(gè)工作方式不同的鑒相器PDI和 PDII， A1為 PDI和 PDII的公用輸入基準(zhǔn)信號(hào)放大器，源跟隨器A2與 VCO輸入端相連是專門作 FM解調(diào)輸出之用的，此外還有一個(gè)6V左右的齊納穩(wěn)壓管。CD4046的 1腳為鎖定指示，高電平表示環(huán)路鎖定。 5腳為VCO禁止端，高電平時(shí) VCO停振。CD4046芯片內(nèi)的鑒相器 PDI是一個(gè)數(shù)字邏輯異或門，由于CMOS門輸出電平在 0～ VDD之間變化。所以只要用簡(jiǎn)單的積分電路就可以取出平均電平，因而使鎖項(xiàng)環(huán)路的捕捉范圍加大。該鑒相器主要應(yīng)用在調(diào)頻波的解調(diào)電路中。 PDII是一個(gè)由邊沿控制的數(shù)字比相器和互補(bǔ) CMOS輸出結(jié)構(gòu)組成的三態(tài)輸出式鑒相器。由于數(shù)字比相器僅在 ui和 uv的上跳邊沿起作用，因而該鑒相器能接收任意占空比的輸入脈沖，即非常窄的脈沖。 PDII的工作過(guò)程可用圖 形圖來(lái)表示。 14腳 ui信號(hào)出現(xiàn)上跳變時(shí)， 13腳也上跳輸出高電平， 3腳 uv信號(hào)出現(xiàn)上跳變時(shí)， 13腳下跳輸出低電平；ui、 uv同時(shí)觸發(fā)時(shí)， 13腳呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。因此， PDII可以使 uv和 ui嚴(yán)格同步，它常被應(yīng)用在鎖相頻率合成器中。采用 PDII的鎖項(xiàng)環(huán)其鎖定范圍等于捕捉范圍，與環(huán)路濾波器關(guān)系不大。
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