[工学]通信电子电路第8章2008播放.ppt

8.4 锁相环路的实现电路 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 集成锁相环路的实现电路中主要包括鉴相器、压控振荡器两个部分。 鉴频鉴相器 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 鉴频鉴相器的输出可以用： 差分放大 电荷泵 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 异或门鉴相器 考虑到稳定性，一般选RC较小，则可得到如图所示波形。 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 射级耦合压控多谐振荡器器 8.4 锁相环路的应用 锁相环路具有优良的应用性能，如： (1)锁定时无频差.假如锁相环路输入固定频率的载波信号,环路对它锁定之后,输出与输入之间只有某一固定的相位差,频差则等于零.这是锁相环路区别于其它任何反馈控制系统的一大特点,用它可以实现无误差的频率跟踪. (2)良好的窄带跟踪特性.锁相环路在锁定输入载波信号的同时,可以对噪声进行过滤,完成窄带滤波器的作用.假如输入载波信号的频率发生漂移,通过合理的设计,锁相环路可以跟踪输入信号的频率漂移,同时仍维持窄带滤波作用.即变成一个窄带跟踪滤波器.例如,在几十兆赫的载频上可以实现几十赫兹的带宽,跟踪范围则可达到几十千赫兹.这是应用其它技术难于实现的. 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 。 (3)良好的调制跟踪特性.锁相环路也可以设计成跟踪输入信号的瞬时相位变化.这时环路既可以输出经过提纯的已调制信号,使得信噪比比输入的已调信号明显提高,也可以作为解调器输出解调信号,且解调性能明显优于常规的解调器. (4)门限性能好.锁相环路本质上是一个非线性系统,在较强的噪声作用下,同样也存在门限效应.但是,把它用于调频解调器,与一般的限幅-鉴频器相比,门限改善可达4～5dB左右. (5)易于集成化.锁相环路的基本部件都易于采用模拟集成电路.环路实现数字化后,更易于采用数字集成电路.随着大规模集成技术的发展,已经可以将整个锁相环路,甚至连同应用中所需的其它外部电路集成在同一个基片上,制成所谓单片集成锁相环路.集成化锁相环路体积小,成本低,可靠性好,受到用户的欢迎.甚至在消费类电子产品如收音机、彩色电视接收机中也得到广泛应用。。 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 。 锁相接收机 外空间飞行器通信信号（调频）具有信号带宽窄（几十Hz）、载波漂移大（多普勒频移：kHz数量级）的特点。采用kHz滤波器会放进来大量的噪声，影响系统性能。=锁相接收机 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 中频频率锁定在f4上，有用信号经鉴相器（乘法器）解调输出。环路滤波器选出输出中的慢变化载频漂移信号进行反馈控制，使得f2始终跟踪f1的变化，保持中频频率基本不变。 锁相调频与解调 由于环路滤波器的带宽远远小于调制信号的最低频率，故调制信号不参与环路的反馈控制作用。VCO中心频率漂移的缓慢变化被环路的控制作用消除，保证VCO输出的调频波的中心频率基本上维持在晶振频率上。 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 只要环路的闭环传递函数带宽大于调制信号的带宽，则可用来实现调频信号解调。VCO的控制电压与调制信号成正比。 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 调幅信号锁相解调 可以用PLL来恢复调幅信号同步解调所需的本地参考信号。 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 锁相倍频与锁相混频 锁相倍频器： 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 由于在鉴相器处有 wi=wo’ ,故有 wo=Nwi 。 锁相混频器： 输出频率为： 第八章 锁相与频率合成技术 (PLL Frequency Synthesizer ) 锁相混频器在wLwi的情况下，比传统的混频器具有更高的谐波信号抑制能力。 思考题 1，在PLL中，当VCO输出频率与参考信号频率相等时，它们之间的相位差为何？频率不等