第2章 环跟踪性能nh.ppt

第 2章 环路跟踪性能 跟踪工作状态： PLL锁定状态下，稳态相差很小。此时输入相位θ1(t)发生变化，输出相位θ2(t)将跟踪变化，相位误差θe(t)也发生变化。若整个过程相位误差θe(t)始终很小，近似存在sinθe(t)= θe(t) 线性跟踪状态（工作常态，应用价值） 线性跟踪状态：近似存在sinθe(t)= θe(t) 环路跟踪性能分析=环路工作线性分析 跟踪性能研究内容： 1.对典型输入信号的时间响应 跟踪性能研究内容： 2.对输入正弦调相信号的响应 频率响应特性——对信号和噪声的过滤性能 ui(t)=Uisin［ωot+misin(Ωt+θi)］ θ1(t)=misin(Ωt+θi) θ2(t)=mosin(Ωt+θo) 第 2章 环路跟踪性能 第1节 线性相位模型与传递函数 第2节 二阶线性系统的一般性能 第3节 环路对输入暂态信号的响应 第4节 环路对输入正弦相位信号的响应 第5节 环路稳定性 第6节 非线性跟踪 第1节 线性相位模型与传递函数 一、线性相位模型与传递函数的一般形式 环路应用了正弦特性的鉴相器,所以模型与方程都是非线性的。 零点附近的特性曲线近似为直线，不会引起明显的误差,θe(t)在±30°之内的误差不大于5%。 Udsinθe(t)近似为 Kdθe(t) ，线性化动态方程 pθe(t)=pθ1(t)-K0KdF(p)θd(t) (2-1) 再令环路增益 K=K0Kd (2-2) ? 则方程为线性方程： pθe(t)=pθ1(t)-KF(p)θe(t) (2-3) ? sθe(s)=sθ1(s)-KF(s)θe(s) (2-4) 锁相环路反馈支路开路状态下,由输入相位θ1(t)驱动所引起输出相位θ2(t)的响应,开环传递函数Ho(s)。 研究环路稳定性。 当研究锁相环路闭环状态下,由输入相位θ1(t)驱动所引起的输出相位θ2(t)的响应,则应讨论闭环传递函数,其定义为 当研究锁相环路闭环状态下,由输入相位θ1(t)驱动所引起的误差相位θe(t)的响应,则应研究误差传递函数： 开环传递函数Ho(s)、闭环传递函数H(s)和误差传递函数He(s)是研究锁相环路同步状态性能最常用的三个传递函数,三者之间的关系： 二、二阶锁相环路的线性动态方程与传递函数 pθe(t)=pθ1(t)-KF(p)θe(t) (2-3) ? sθe(s)=sθ1(s)-KF(s)θe(s) (2-4) 环路的阶与型： 没有环路滤波器的锁相环路是一阶1型环； 采用RC积分滤波器的锁相环路是二阶1型环； 采用无源比例积分滤波器的锁相环路是二阶1型环； 采用高增益有源比例积分滤波器的锁相环路是二阶2型环； 以后将会看到,用系统参数ζ、ωn表示传递函数,在系统设计中会带来不少方便。表2-1所列各种锁相环路的传递函数是用电路参数τ1、τ2和K表示的。它们同样也可以用系统参数ζ和ωn表达。当然,要注意的是,各种环路的系统参数ζ、ωn与电路参数τ1、τ2、K之间的关系是不同的。它们之间的关系如表2-2所示。 第2节 二阶线性系统的一般性能 二