锁相环(pll)基本原理(ppt).ppt

锁相环(PLL)基本原理设计与应用 在无线电技术中，为了改善电子设备的性能，广泛采用各种的反馈控制电路。常用的有自动相位控制（APC）电路，也称为锁相环路（PLL-Phase Locked Loop），自动增益控（AGC）电路以及自动频率控制（AFC）电路。 它们所起的作用不同，电路构成也不同，但它们同属于反馈控制系统，其基本工作原理和分析方法是类似的。 图5-14用CD4046与BCD加法计数器CD4518构成的100倍频电路。刚开机时，f2可能不等于f1，假定f2f1，此时相位比较器Ⅱ输UΨ为高电平，经滤波后Ud逐渐升高使VCO输出频率f2迅速上升，f2增大值至 f2=f1，如果此时 Ui滞后 U0，则相位比较器Ⅱ输出UΨ为低电平。UΨ经滤波后得到的Ud信号开始下降，这就迫使VCO对f2进行微调，最后达到fout/N=f2=f1，并且f2与f1的相位差Δφ=常数，进入锁定状态。如果此后f1又发生变化，锁相环能再次捕获f1，使f2与f1相位锁定。 频率合成器实用电路设计 图5-14 CC4046频率合成器 f2 f1 fout 2.输出为输入N/M倍频的方法（输入部分接入分频电路） 输入信号频率fin 鉴相器 环路 滤波器 压控 振荡器 输出 fout N分频器 PLL电路 晶振 图5-15 输出为输入N倍频的方法 为了得到更高分辨率，采用上图的PLL电路，它是以必要的设定分辨率的频率（1KHZ与10KHZ等）对几兆赫兹的振荡频率进行分频构成的电路。 M分频器 f1 M=1时为倍频器， ， N=1时为分频器 。 2．环路的捕捉 从信号的加入到环路锁定以前叫环路的捕捉过程。 3.环路的跟踪 环路锁定以后，如果输入相位φi 有一变化，鉴相器鉴出 φi与φo之差，产生一正比于这个相位差的电压，并反应相位差的极性，经过环路滤波器变换去控制VCO的频率，使φo改变，减少它与 φi 之差，直到保持ωi=ωo，相位差为 φ，这一过程叫做环路跟踪过程。 4.环路的同步带和捕捉带 当输入信号超过同步带范围，PLL将失锁。VCO输出为自由振荡频率 。一旦入锁后，压控频率就等于基准频率，且PLL输出频率 随输入频率而变化，这就称为跟踪。 5.判断环路是否锁定的方法 1）在有双踪示波器的情况下 开始fifo，环路处于失锁状态，加大输入信号频率fi，用双踪示波器观察压控振荡器的输出信号和环路的输入信号，当两个信号由不同步变成同步，且 fi=fo 时，表示环路已经进入锁定状态。 2）单踪──普通示波器 在没有双踪示波器的情况下，在单踪示波器上可以用李沙育图形来判定环路是否处于锁定状态。 第五节 锁相环路的应用? 锁相环路之所以广泛应用于电子技术的各个领域，是由于它具有一些特殊的性能。 1）良好的跟踪特性 2）良好的窄带滤波特性 3）良好的门限特性 一、 集成锁相环芯片极其典型应用 集成锁相环芯片类型较多，现介绍CC4046集成锁相环， CC4046为CMOS单片锁相环电路，工作频率为1MHz。 CC4046和J691其逻辑结构和引出端功能完全相同，仅电参数略有差异。 常用锁相环电路集成电路 EM92600/1 EMC 专用型锁相环HT9286A/B HOLTEK 通用型锁相环 HT9287A/B HOLTEK 专用型锁相环HT9288A/B HOLTEK 专用型锁相环HYL21011S/J HYUNDAI 通用型锁相环HYL21012S/J HYUNDAI 专用型锁相环HYL21014S/J HYUNDAI 专用型锁相环MC145162 MOTOROLA 通用型锁相环 MC145166 MOTOROLA 专用型锁相环MC145167 MOTOROLA 专用型锁相环KS8805B SAMSUNG 通用型锁相环 GM6532 LG 专用型锁相环DMD5603 DAEWOO 专用型锁相环DMD5602 DAEWOO 专用型锁相环KA567 SAMSUNG 锁相环 KA567L SAMSUNG 锁相环 LM567 NSC 锁相环 DBL567 DAEWOO 锁相环 (资料来源：诚胜电子) CC4046逻辑图和引出端功能 CC4046的逻辑图和引出端功能图如图5-1和图5-2所示。 图5-1 CC4046引出端功能图 图5-2 CC4046的逻辑图 图5-3 CC4066典型波形图 图5-2是CD4046内部