【正文】 。它由三個基本部件組成。 參 考 信 號PDur( t )LFud( t )V C Ouc( t ) uo( t )輸 出 信 號?v ?r ?0 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 10 舉例說明 （以一階鎖相環(huán)為例） 未鎖定 鎖定 可見，環(huán)路鎖定過程中 ?e(t) 是從 0～ 2π周期的變化，若干周期后使 ?e= ?e∞，則環(huán)路被鎖定。 AGC： 電平誤差 △ A (△ U) AFC： 頻率誤差 △ f APC（ PLL） : 相位誤差 △ ? 結(jié)論 ： PLL也是一種實現(xiàn)頻率跟蹤的自動控制電路，它與AFC電路的區(qū)別在于可以實現(xiàn) 無誤差的頻率跟蹤，即 fv = fr 而其它頻率控制系統(tǒng)總是會存在頻率差。 符合門鑒相器 )()2(39。 2() MoAt????? 這種鑒相器是比較兩個開關(guān)波形的相位差而獲得所需的鑒相電壓，因而又將它稱為符合門鑒相器。 下面對鎖相環(huán)的工作過程進行定性分析。 （ 3）控制頻差 (Controlled Frequency Difference) 表示 VCO在控制電壓 Uc(t)的作用下產(chǎn)生的振蕩角頻率 ?v偏離 VCO自由振蕩角頻率 ?0的數(shù)值。 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 18 1. 同步帶 Δ?H 能夠維持環(huán)路鎖定的最大頻差 |Δ?m|稱為環(huán)路同步帶 ，記作 Δ?H。 Δ?p 設(shè)鎖相環(huán)路處于失鎖狀態(tài) ， 改變 ?r使固有頻差 |?Δ?o| 減少 ， 環(huán)路能夠經(jīng)牽引捕獲而入鎖的最大固有頻差值|?Δ?om| 稱為環(huán)路捕獲帶 Δ?p 。 3．穩(wěn)態(tài)相差 ?e(∞ ) 環(huán)路處于鎖定狀態(tài)時 ， 存在著的固定相差稱為穩(wěn)態(tài)相位誤差 ?e(∞) ， 環(huán)路鎖定意味著瞬時頻差為零 。 開機時，鑒相器輸入端兩信號之間存在著起始頻差（即固有頻差） Δω0，其相位差為 Δω0 t。即 Δ?v=0, 則 即： 環(huán)路的瞬時頻差 = 固有頻差 環(huán)路此時處于失鎖狀態(tài) 。這一恒定的直流電壓通過環(huán)路濾波器的作用使 VCO的平均頻率 ωv偏離 ω0向 ωr靠攏，這就是環(huán)路的 頻率牽引效應(yīng) 。 鎖定后無頻差，這是鎖相環(huán)的一個重要特征。lim ???tet? 鎖定狀態(tài) 當在環(huán)路的作用下 ， 調(diào)整控制頻差等于固有頻差時 ，瞬時相差 θe(t)趨向于一個固定值 ， 并一直保持下去 ， 我 們將這種狀態(tài)稱為鎖相環(huán)路進入了 鎖定狀態(tài) 。 (2) 跟蹤過程 假設(shè)輸入信號頻率 ωr增大時， 固有頻差 Δω0 =|ωr –ω0|也增大，這使穩(wěn)態(tài)相差增大，從而使直流控制電壓增大，這必使 VCO產(chǎn)生的控制頻差 Δωv增大。 如果繼續(xù)增大 Δω0，則 環(huán)路失鎖 (ωv≠ωr )。 (2)跟蹤特性： VCO的輸出頻率可以跟蹤輸入信號的變化，表現(xiàn)出良好的跟蹤特性。 (3)濾波特性： 鎖相環(huán)具有窄帶特性， 當壓控振蕩器頻率鎖定在輸入頻率上時，僅位于輸入信號頻率附近的干擾成分能以低頻干擾的形式進入環(huán)路，而絕大多數(shù)的干擾會受到環(huán)路低通濾波器的抑制 ，從而減少了對壓控振蕩器的影響。這是 因為環(huán)路有反饋控制作用，跟蹤相位差小，降低了鑒相特性的非線性影響 ，從而改善了門限效應(yīng)。 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 26 鎖相環(huán)的主要應(yīng)用 同步檢波器 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 27 (1).鎖相環(huán)路的調(diào)頻與解調(diào) A、 用鎖相實現(xiàn)調(diào)頻 用鎖相環(huán)調(diào)頻 ， 能夠得到 中心頻率高度穩(wěn)定 的調(diào)頻信號 。 fi(t)晶振 PD LF VCO fo(t)調(diào)頻波 fΩ(t)調(diào)制信號 + 當調(diào)制信號為鋸齒波時，可輸出掃頻信號。 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 28 B、 用鎖相環(huán)實現(xiàn)頻率解調(diào) 如果將環(huán)路的頻帶設(shè)計的足夠?qū)?， 使 環(huán)路捕捉帶大于調(diào)頻波的最大頻偏 ， 利用鎖相環(huán)的跟蹤特性 ， 可以使 VCO的振蕩頻率跟蹤輸入調(diào)頻波的瞬時頻率 。 調(diào)頻波鎖相解調(diào)的優(yōu)點是 解調(diào)門限值比普通鑒相器低 4— 5dB。 AM信號頻譜中 ， 除包含調(diào)制信號的邊帶外 ， 還含有較強的載波分量 ， 使用載波跟蹤環(huán)可將載波分量提取出來 ， 再經(jīng) 90176。 這種同步檢波器如圖所示 。 ω i(t) PD LF VCO vi(t) vo(t) ω o(t) ω o(t)/N N?當環(huán)路鎖定時 ， 鑒相器兩輸入信號頻率相等 。 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 31 鎖相分頻： 在鎖相環(huán)路中 插入倍頻器 就可構(gòu)成鎖相分頻電路。 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 32 鎖相混頻器 設(shè)混頻器的本振信號頻率為 ωL ，在 ωLωo時混頻器的輸出頻率為 （ ωLωo）， 經(jīng)差頻放大器后加到鑒相器上。 鎖相環(huán)路 加上一些輔助電路后，就能容易地對 一個標準頻率進行加、減、乘、除運算而產(chǎn)生所需的頻率信號 ，且合成后的信號頻率與標準信號頻率具有相同的 長期頻率穩(wěn)定度 及具有 較好的頻率純度 ，如果結(jié)合單片微機技術(shù)，可實現(xiàn)自動選頻和頻率掃描。 PD LF VCO vi(t) vo(t) fi(t) fo(t) fo(t)/N 晶振 fi(t)/M N?M?第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 35 環(huán) C 例：下圖為三環(huán)式頻率合成器方框圖