毕业论文外文译-锁相环.doc

目 录 外文参考文献译文 1 锁相环 1 1.1 锁相特性 1 1.2 历史与应用 2 1.3 其它应用 4 2 光通信元件 5 2.1 光纤 5 2.2 调制器和检测器 6 外文参考文献原文 1 Phase Lock Loop 9 1.1 Nature of Phaselock 9 1.2 History and Application 10 1.3 Other Applications 13 2 Optical Communication Components 14 2.1 The Optical Fiber 14 2.2 Modulators and Detectors 17  锁相环 锁相特性 锁相环包含三个组成部分： 1、相位检测器（PD）。 2、环路滤波器。 3、压控振荡器（VCO），其频率由外部电压控制。 相位检测器将一个周期输入信号的相位与压控振荡器的相位进行比较。相位检测器的输出是它两个输入信号之间相位差的度量。差值电压由环路滤波后，再加到压控振荡器上。压控振荡器的控制电压使频率朝着减小输入信号与本振之间相位差的方向改变。 当锁相环处于锁定状态时，控制电压使压控振荡器的频率正好等于输入信号频率的平均值。对于输入信号的每一周期，振荡器输出也变化一周，且仅仅变化一周。锁相环的一个显而易见的应用是自动频率控制（AFC）。用这种方法可以获得完美的频率控制，而传统的自动频率控制技术不可避免地存在某些频率误差。 为了保持锁定环路所需的控制电压，通常要求相位检测器有一个非零的输出，所以环路是在有一些相位误差条件下工作的。不过实际上对于一个设计良好的环路这种误差很小。 一个稍微不同的解释可提供理解环路工作原理的更好说明。让我们假定输入信号的相位或频率上携带了信息，并且此信号不可避免地受到加性噪声地干扰。锁相接收机的作用是重建原信号而尽可能地去除噪声。 为了重建原始信号，接收机使用一个输出频率与预计信号频率非常接近的本机振荡器。本机振荡和输入信号的波形由相位检测器比较，其误差输出表示瞬时相位差。为了抑制噪声，误差在一定的时间间隔内被平均，将此平均值用于建立振荡器的频率。 如果原信号状态良好（频率稳定），本机振荡器只需要极少信息就能实现跟踪，此信息可通过长时间的平均得到，从而消除可能很强的噪声。环路输入是含噪声的信号，而压控振荡器输出却是一个纯净的输入信号（的复本）。所以，有理由认为环路是一种传输信号并抑制噪声的滤波器。 环路滤波器有两个重要的特性：其一是带宽可以非常窄，其二是滤波器能自动跟踪信号频率。自动跟踪和窄带的特点说明了锁相接收机的主要用途。窄带能够抑制大量的噪声，难怪锁相环路常用来恢复深深地淹没在噪声中的信号。 历史与应用 关于锁相的早期论述（思想）是Bellescize于1932 年提出的，并在处理无线电信号同步接收中得到应用。20世纪20年代开始使用超外差接收机，但人们一直努力寻求更简单的接收技术。一种方法就是同步接收机或零差接收机。这种接收机本质上只是由一个本机振荡器，一个混频器和一个音频放大器组成。为了正常工作，必须调节振荡器使其输出频率与输入的信号载波频率完全一致，于是载波被变换成0Hz的“中频”。混频器输出含有解调出来的，由信号边带携带的信息。干扰与本地振荡器不同步，因此由干扰信号引起的混频器输出是一个拍音，可用音频滤波器加以抑制。 对于同步接收，本振的正确调谐至关重要，任何一点频率误差都将严重损坏信号。此外，本振的相位必须与接收的载波相位一致，其间的误差限于周期的很小一部分。就是说，本振与输入信号之间必须实现相位锁定。 由于各种原因简单的同步接收机从未广泛应用过。现在锁相接收机几乎无例外地运用超外差原理，并趋于高度复杂化。锁相接收机最重要的应用之一是接收来自遥远的宇宙飞行器的极微弱信号。锁相技术的首次广泛使用是在电视接收机中的行和帧的同步扫描。与视频信号一起传送的脉冲发出电视图像每一行的开始信号和隔行扫描的半帧开始信号。作为一种非常粗糙的重建电视显象管扫描光栅的方法，这些脉冲可以剥离出来单独用于触发一对扫描发生器。 一个较为复杂的途径是利用一对自由振荡的张弛振荡器驱动扫描发生器。用这种方法，即使失去同步（消失），扫描还是存在的。 将振荡器的自由振荡频率设置得略低于水平和垂直（扫描）脉冲频率，剥离出来的脉冲用于提前触发振荡器从而使振荡器与行频和半帧频同步（由于美国电视在交替的垂直扫描时进行隔行交织，所以是半帧频）。 在噪声不存在的情况下这种方案可提供良好的同步，这就完全可以了。不幸的是噪声总是存在的，并且任何触发电路对噪声都是特别敏感的。在极端情况下触发扫描将完全失效，尽管在这样的信噪比条件下电视图像虽然较差却还能辩认。 在不是极端恶劣的条件下，噪声将造成起始时间抖动和偶尔的误触发。行抖动将降低行