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2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 1 集成锁相环 非线性电子线路20 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 2 复习 环路方程四种形式 环路锁定四种条件 跟踪带公式 快捕带公式 简单RC滤波器跟踪带与快捕带公式 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 3 环路方程四种形式 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 4 瞬时相移 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 5 环路锁定四种条件 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 6 跟踪带 2018年2月20日星期二 NEC19 - 锁相环分析 7 快捕带 2018年2月20日星期二 NEC19 - 锁相环分析 8 应该包括其它可能插入环节的增益 简单RC滤波器跟踪带与快捕带 2018年2月20日星期二 NEC19 - 锁相环分析 9 应该包括其它可能插入环节的增益 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 10 集成锁相环 主要研究集成锁相环的应用 锁相调制与解调 锁相频率合成 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 11 集成锁相环 1 集成锁相环概述 2 锁相调制与解调 3 锁相频率合成 4 数字锁相环 5 小结 习题20 习题答案20 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 12 1 集成锁相环概述 1.1 锁相环发展历史 1.2 锁相环性能特点 1.3 集成锁相环分类 1.4 集成锁相环组成 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 13 1.1 锁相环发展历史 锁相环是重要的自动反馈控制技术 锁相环广泛地应用于通信、导航、广播与电视、仪器仪表、数字信号处理、国防等领域 锁相环发展方向是集成化、数字化、多用化 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 14 锁相环发展历史 20世纪30年代—接收设备锁相同步控制 20世纪40年代—电视机锁相同步扫描 20世纪50年代—卫星通信锁相接收机 20世纪60年代—费用昂贵，发展受限 20世纪70年代—成为现代电子、通信技术中不可缺少的重要技术 20世纪80年代—集成锁相环、数字锁相环、锁相频率合成等技术，大大推动了数字通信、卫星通信的发展 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 15 1.2 锁相环性能特点 无误差频率跟踪 良好的门限效应 集成化和数字化 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 16 1.3 集成锁相环分类 按电路结构分类 按用途分类 按跟踪特性分类 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 17 按电路结构分类 模拟锁相环 鉴相器、低通滤波器、VCO 数字锁相环 数字鉴相器、数字滤波器、数控振荡器 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 18 按用途分类 通用型 专用型 调频接收机 电视机 通信 仪器 电机 2018年2月20日星期二 NEC20 - 集成锁相环 19 按跟踪特性分类 载波跟踪型锁相环 跟踪输入信号载波频率变化 接收宇宙飞行器发送的载频漂移很大（多卜勒效应）、信噪比很低的信号 具有良好的窄带高频跟踪性能 在几百MHz载波频率，带宽仅为几Hz；且带宽便于通过改变环路增益或环路滤波器参数调整 调制跟踪型锁相环 跟踪输入信号反映调制规律的相位和频率变化 具有良好的带通滤波性能 输入信号：假设为已调信号 鉴相器：输出正比于输入与输出信号的相位差，包括： 对应输入信号载波频率缓慢变化（载频漂移）的分量 对应输入信号（如调频信号）的调制信号变化的分量 低通滤波器：根据其带宽，可能通过部分或全部鉴相器输出分量 通过对应输入信号载波频率缓慢变化（载频漂移）的分量 通过对应输入信号（如调频信号）的调制信号变化的分量 压控振荡器：输出频率可能跟踪输入信号载波频率或瞬时频率 2018年2月20日星期二 20 NEC20 - 集成锁相环 已调信号 载波跟踪型锁相环：低通滤波器带宽很窄，只能通过鉴相器输出中对应输入信号载波频率缓慢变化（载频漂移）的分量，VCO输出频率跟踪载波频率，即ωo=ωc 调制跟踪型锁相环：低通滤波器带宽较宽，能够通过鉴相器输出中对应输入信号（如调频信号）的调制信号变化的分量，VCO输出频率跟踪输入信号频率（对于调频信号相当于跟踪调制信号），即ωo=ωi 2018年2月20日星期二 21 NEC20 - 集成锁相环 已调信号 上述关于载波跟踪型和调制跟踪型锁相环的讨论是针对“解调（锁相环输入信号是已调波）”而言的，也可