锁相环和频率和成.ppt

第1页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 6.1 锁相环基本工作原理 组成框图 ui(t)和VCO的uo(t) 在PD中进行比较，PD输出的误差电压ud(t)是二者相位差的函数。如果两者频率相同，相位差恒定，则经LF后无输出；如果两者频率不同，则经LF后得到控制电压去控制VCO的振荡频率，直至环路进入“锁定”状态。 工作原理 第2页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 6.2 锁相环的性能分析 鉴相器的电路模型 环路滤波器的电路模型 压控振荡器的电路模型 锁相环的相位模型及环路方程 捕捉过程 跟踪过程 锁相环的基本特性 本节内容： 第3页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 鉴相器的电路模型 1.鉴相器的输出电压是ui(t)和uo(t)相位差的函数 。 2.典型的乘积型鉴相器中，鉴相器的低频分量输出为： 鉴相器框图 鉴相器电路模型 分析 3. 乘积型鉴相器具有正弦规律的鉴相特性。 第4页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 环路滤波器的电路模型 微分方程 ： 常见环路滤波器的形式 环路滤波器电路模型 其中，AF(p)为传递函数。 第5页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 压控振荡器的电路模型 压控振荡器的特性可用调频特性来表示 压控振荡器的电路模型 P=d/dt为微分算子 在一定范围内ωo与 uc(t) 几乎成线性关系 有： A0为VCO的压控灵敏度。 第6页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 锁相环的相位模型及环路方程 锁相环的相位模型 瞬时频差 控制频差 固有频差 环路方程 第7页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 捕捉过程—环路由失锁进入锁定的过程 Δωi 较小→ud(t) 能顺利通过LF得到uC(t) →控制VCO→环路锁定 捕捉带(Δωp )—— 环路由失锁进入锁定所允许信号频率偏离ωr的最大值。 捕捉时间(τP )——环路由失锁状态进入锁定状态所需的时间 Δωi较大→ ud(t) 通过LF有较大衰减→ uC(t) 较小→经频率牵引过程时间长→环路锁定 Δωi很大→ ud(t) 不能通过LF产生uC(t) →VCO不受控→环路失锁 第8页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 跟踪过程—环路维持锁定的过程 能够维持环路锁定所允许的最大固有频差|Δωi| ，称为锁相环路的跟踪带或同步带。 跟踪过程（同步过程） 跟踪带（同步带） 跟踪带（同步带）和环路滤波器的带宽及压控振荡器的频率控制范围有关。 如果输入信号频率ωi 或VCO振荡频率ωo 发生变化，则VCO振荡频率ωo跟踪ωi 而变化，维持ωo =ωi 的锁定状态，称为跟踪过程或同步过程。 第9页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 锁相环的基本特性 环路锁定后，输出信号与输入信号频率相等，没有剩余频差（有微小固定相差） 良好的窄带特性 锁定后没有频差 自动跟踪特性 环路相当于一个高频窄带滤波器，只让输入信号频率附近的频率成份通过 环路在锁定时，输出信号频率和相位能在一定范围内跟踪输入信号频率和相位的变化 第10页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 6.3 集成锁相环路及其应用 本 节 内 容 集成锁相环路简介 锁相环的应用 频率合成 锁相倍频、分频与混频 锁相调频与鉴频 调幅波的同频检波 彩色电视机色副载波的提取 锁相接收机 主要技术指标 锁相频率合成器 第11页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 集成锁相环简介 集成锁相环按其内部电路结构可分为 ?模拟锁相环和数字锁相环 集成锁相环按其用途可分为 ?通用型和专用型 集成锁相环按其工作频率可分为 ?低频（1MHz以下）、高频（1~30MHz）和超高频（30MHz以上） 几种通用的集成锁相环 ? L565（低频）、L562（高频）和L564（超高频） 第12页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 应用之一：锁相倍频、分频与混频 倍频电路框图 当反馈环路是分频器时→倍频电路 当反馈环路是倍频器时→分频电路 当反馈环路是混频器和中频放大器时→混频电路 第13页，共26页，2022年，5月20日，12点18分，星期六 应用之二：锁相调频和鉴频 锁相环调频 锁相环使VCO的中心 频率稳定在晶振频率 上，同时调制信号也 加至VCO上，从而实 现调频 当输入调频波的频率发生 变化时，经PD和LF后将得 到一个与输入信