通信电子电路第五章资料.ppt

（2）若 较小，其值在环路滤波器的通频带以内，则鉴相器输出差拍电压的基波分量就能顺利通过环路滤波器后加到VCO上控制其振荡角频率 ，使它在 上下近似按正弦规律摆动。一旦 摆动到 并符合正确的相位关系时，环路就趋于锁定，这时鉴相器输出一个与 相对应的直流电压，以维持环路锁定。 （3）若 处在上述两者之间，则有以下两种情况。 A． 较大，其值已超出环路滤波器的通频带，因而鉴相器输出差拍电压通过环路滤波器时，就会受到较大衰减，但只要加到VCO上的控制电压还能使其振荡角频率摆到 上，环路就能锁定。通常将这种由失锁很快进入锁定的过程称为快捕过程，相应地，环路能由失锁到锁定所允许的最大输入固有角频差 的二倍，称为环路的快捕带，用2 表示。显然，此时加到VCO上的差拍控制电压的幅值为 VCO产生的最大控制角频差为 ，且其值等于输入固有角频差 ，即 快捕带为 5.3.3 集成锁相环 集成锁相环 模拟 数字 通用型 专用型 一、L562单片集成锁相环 二、4046单片集成锁相环 5.3.4 锁相环的应用 锁相环路具有以下重要特性： 1、锁定状态无剩余频差 环路处于锁定状态时，只有剩余相差，没有剩余频差。是一个理想的频率控制系统。 2、良好的跟踪特性 环路锁定后，当输入信号频率稍有变化时，其输出信号频率可以跟踪输入信号的变化，这种特性称为锁相环的跟踪特性。 3、良好的窄带滤波特性 当VCO的输出频率锁定在输入信号的频率上时，位于信号频率附近的干扰成分通过鉴相器后变成低频信号而平移到零频率附近，其绝大部分会受到环路滤波器低通特性的抑制，从而减小了对VCO的干扰作用。这样，环路滤波器的低通作用对输入信号而言，就相当于一个窄带的高频带通滤波器，其通频带可以做得很窄，且中心频率可跟随输入信号频率。 在锁定状态下，锁相环能实现无差频率跟踪。利用锁相环的窄带滤波特性，可以把淹没在噪声中的信号提取出来，因此可用于弱信号检测。利用锁相环可构成鉴频、鉴相、同步检波电路等。 4、良好的门限特性 由于普通鉴频器是一个非线性器件，信号与噪声通过非线性电路时因相互作用，对输出信噪比会产生影响。当输入信噪比降低到某个数值时，由于非线性作用噪声会对信号产生较大的抑制，使输出信噪比急剧下降，即出现了门限效应。锁相环也是一个非线性器件，在较强噪声的作用下，用作鉴频器时同样存在着门限效应。但是，在调制指数相同的条件下，锁相环路的门限比普通鉴频器的门限低。这是因为，当锁相环路处于调制跟踪状态时，环路有反馈控制作用，跟踪相差小，限制了跟踪的变化范围，减小了鉴频特性的非线性影响，改善了门限特性。 一、锁相环路的调频与鉴频 1．锁相环调频 ：中心频率稳定性好，频偏足够宽。 窄带工作：使调制信号的频谱处于低通滤波器通带之外，这样VCO随调制信号产生的频偏不受影响，而其中心频率就锁定在了晶振频率上。 VCO 缓慢变化：vc(t) 快速变化：调制信号 输出相位可以无差跟踪输入相位的变化 误差相位跟踪输入相位变化，输出相位不能跟踪 * * 第五章 反馈控制电路 概念：在系统受到扰动的情况下，运用反馈原理，采用各种控制技术，使系统的某个参数达到所需精度或按照一定的规律变化，从而实现对系统的自动控制，称为反馈控制电路。 组成 分类 自动电平控制电路(AGC) 自动频率控制电路(AFC) 自动相位控制电路(APC)，锁相环路(PLL) 5.1 自动电平控制电路 5.2 自动频率控制电路 5.3 锁相环的基本原理 锁相环是一种相位反馈控制系统，其输出信号频率与输入信号频率同步，并能跟踪输入信号频率的变化。 5.3.1 锁相环的基本工作原理 PD：鉴相器 VCO：压控振荡器 LPF：环路低通滤波器 5.3.2 锁相环的性能分析 1、鉴相器（PD） 鉴相器：是相位比较器，输出电压vd(t)是两个输入电压vi(t), vo(t)相位差 的函数。 一、锁相环路的的基本部件 式中，φ为起始相角，一般取 ，即 鉴相特性曲线： 1. 正弦鉴相特性 不同形式的鉴相器，函数关系（数学模型）不同 设Φe(t)为vi(t)和vo(t)的瞬时相位差，则 2. 三角形鉴相特性 3. 锯齿形鉴相特性 2、 压控振荡器 振荡频率受vc(t)的控制 在中间一段线性范围内： 设 可见，VCO是一个理想的积分器。若用微分算子 表示（即用 代替积分运算），有 3、 环路滤