§7春第六章66集成锁相环的应用(753KB).pptVIP

6.6 集成锁相环的应用 一个已经锁定的环路，当输入信号稍有变化时，VCO的频率立即发生相应的变化，最终使 。 这种使压控振荡器的振荡频率 随输入信号频率 变化而变化的性能，称为环路的跟踪特性。 锁相环路通过环路滤波器的作用，具有窄带滤波特性，能将混进输入信号中的噪声和干扰滤除。 6.6 2、滤波特性 锁相环路具有如下一些重要特性。 1、跟踪特性 组成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。环路集成化为减小体积、降低成本、提高可靠性等提供了条件。 6.6 锁相环路是利用相位比较来产生误差电压。因而锁定时只有稳态相差，没有剩余频差。 3、锁定状态无剩余频差 4、易于集成化 6.6.1 锁相环路在调制与解调中的应用 图6.6.1为锁相环路调频器的方框图。 6.6.1 图6.6.1 锁相环路调频器的方框图 1、锁相调频 显然，锁相环调频器能克服直接调频中心频率稳定度不高的缺陷。若控制压控振荡器的调制信号首先经过微分，再对VCO调频，即可实现载波跟踪型调相的功能。 6.6.1 实现调制的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外，并且调制指数不能太大。换句话说，只要环路滤波器的带宽做的足够窄，使它的带宽低于调制频率的下限，调制信号就不能通过低通滤波器，因而在锁相环内不能形成交流反馈，也就是调制频率对锁相环路无影响。 2、调频波锁相解调电路 调频波锁相解调电路原理框图如图6.6.2所示。 分析：设VCO的频率控制特性满足： (锁相解调原理框图 动画） 则 ∵ 且 设 即 相应的 6.6.1 而 的复振幅为： 于是知： 当PLL的带宽大于调频波中调制信号的带宽时， 那么所得到的解调输出电压为 实现了线性解调。 需要说明的是，在调频波锁相解调电路中，为了实现不失真的解调，环路的捕捉带必须大于输入调频波的最大频偏，环路的带宽必须大于输入调频信号中调制信号的频谱宽度。 图6.6.3为采用L562组成的调频波锁相解调器的外接电路。 6.6.1 图6.6.3 采用L562组成的调频波锁相解调器的外接电路 例题6.6.1 用图6.6.4所示的锁相环路实现调频波的解调。设环路的输入信号 ，已知 ， ，有源比例积分滤波器的参数为 ， ， ，试求放大器输出1kHz的音频电压振幅 。 图6.6.4 例题6.6.1图 6.6.1 解：已知有源比例LF的传递函数为 代入 值， 得 而环路的闭环传递函数： 代入 值 ，得 令 得到频率特性 若 ， ，代入 6.6.1 故 而由于 ∴ 而 （rad/s） 利用锁相环的频率跟踪特性，就能够得到所需要的同步信号。然而，由于锁相环中的乘积型鉴相器的输入信号中，VCO输出电压与输入已调信号的载波电压之间有 的固定相移，所以用作同步信号时应考虑到 能够得到同步信号。 实现电路框图如图6.6.5所示。 6.6.1 3、调幅信号的同步解调 这一点，即需要将VCO的输出信号经 相移网络，才 图6.6.5 同步检波实现电路框图 图6.6.6所示是由通用多功能集成锁相环路NE56lB作为AM信号同步检波器的外接线图。 6.6.1 （锁相检波器动画） 图6.6.6 由通用多功能集成锁相环路NE56lB作 为AM信号同步检波器的外接线图 6.6.2 锁相接收机（PLL Receiver） 锁相接收机框图如图6.6.7所示。它实际是一个窄带跟踪环路。 6.6.2 图6.6.7 锁相接收机框图 地面卫星接收站在接收卫星信号时，由于卫星不停的绕地球飞行（由于多卜勒效应），再加上卫星离地面较远，卫星发射功率小，天线增益低，地面接收到的信号不仅微弱，而且接收到的信号频率将偏离卫星发射的信号频率，且在很大范围内变化。 此时若采用普通接收机，不仅需要接收机有较大的带宽，而且接收下来的输出信号信噪比太大，无法有效的检出有用信号。若采用锁相接收机，利用PLL的窄带频率跟踪特性，可以很好的解决上述问题。 若 为已调信号，只需将混频后的中频信号经解调器 进行解调，即可获得调制信号。若需载波信息，可经窄带 6.6.2 设输入信号角频率： ， 多卜勒频移。 当环路锁定时， 此时中放的带宽可以做得很窄，保证PD输入端有足够的信噪比。 同时VCO的 中反映多卜勒频移的信息送测速系统， 可以作为测卫星运动速度的数据。 带通滤波器提出。 6.6.3 锁相倍频、分频和混频 图6