[信息与通信]锁相环PLL原理与应用.pdf

锁相环锁相环PLLPLL原理与应用原理与应用 第一部分：锁相环基本原理 一、锁相环基本组成 二二、鉴相器鉴相器 （（PDPD）） 三三、、压控振荡器压控振荡器 （（VCOVCO ）） 四、环路滤波器（LPF） 五、固有频率ωn和阻尼系数ξ 的物 理意义理意义 六六、同步带和捕捉带同步带和捕捉带 •• 第二部分第二部分：：锁相环实验锁相环实验 •• 实验实验一、PLLPLL参数测试参数测试 • 一、压控灵敏度压控灵敏度KKOO 的测量的测量 • 二二、、鉴相灵敏度鉴相灵敏度KK 的测量的测量 dd • 三三、、环路开环增益环路开环增益 （（KK ））的测量的测量 HH • 四四、同步带和捕捉带的测量同步带和捕捉带的测量 • 五、ωn、ξξ的测量 实验二实验二、PLLPLL应用实验应用实验 • 一、PLL频率合成器实验频率合成器实验 • 二二、PLLPLL调频调频 （（FMFM））解调解调 •• 三三、锁相式双音多频信号锁相式双音多频信号 （DTMF）解码器 • 四、PLL 数字调谐实验 • 五、设计5 / 6分频器 实验目的实验目的 • 通过上述实验，使大家对由 模拟电路模拟电路、数字电路组成的数字电路组成的 硬件系统的设计硬件系统的设计、电路的搭电路的搭 接接、故障的分析判断故障的分析判断、故障故障 的排除得到的排除得到一次锻炼次锻炼。。 第第一部分部分：锁相环基本原理锁相环基本原理 （（P1P1）） • 一、锁相环基本组成 •• 一个典型的锁相环个典型的锁相环 （（PLLPLL））系统系统，是由鉴相是由鉴相 器（PD），压控荡器（VCO ）和低通滤波 器器 （（LPFLPF））三个基本电路组成三个基本电路组成 UF = Ud F （（s ）） UdUd == KdKd ((θθii–θθo)o) Ui PDPD LPFLPF VCOVCO UUo dθ o KK UU O F dt • 二．鉴相器（PD） • Ud = Kd *Δθ • Kd 为鉴相灵敏度为鉴相灵敏度 •• • 三．压控振荡控振荡器（VCO） （P2） • ω （t ）= ω + K U （t ） o om 0 F • K ——VCO控制特性曲线的斜率，常 0 称为称为VCOVCO 的控制灵敏度的控制灵敏度，或称压控灵或称压控灵 敏度。 四、环路滤波器，这里仅讨论 无源比例积分滤波器 • 其传递函数为： R1 UOO ((s)) sτ +1 KK F ((s)) 22 Ui R2R2 Uo U (s) s(τ +τ ) +1 i 1