环路无法锁定.pptVIP

若环路原本是失锁的，但环路能够通过自身的调节

由失锁进入锁定的过程称为捕捉过程。

能够由失锁进入锁定所允许的最大输入固有角频差

称为捕捉带（PullinRange，CaptureRange），

用表示。

一般情况下，捕捉带不等于同步带，且前者小于后;高频电子线路

一、相图概念

以相位差为横坐标,以为纵坐标

构成的平面称为相平面。

相平面内的任意点称为相点,它表示一个状态点。

系统的状态随时间的变化过程可以用相点在平面上

的移动过程来表示,相点的移动描述出的曲线称为相轨迹,绘有相轨迹的平面称为相图。;高频电子线路

PLL的阶

因为VCO是一个理想的积分器,所以锁相环路的阶

数为n+1,n为LF的阶数。

如当采用一阶无源RC积分滤波器时,则PLL为二阶。

二、一阶环路捕捉过程的讨论

无环路滤波器（）的锁相环为一阶环,其动

态方程为;当外因影响造成时,若,

（横坐标以上的上半面）即相位误差随时间的增加而

增加,所以相点必然沿着相轨迹从左向右转移；

主讲元辉6.4;高频电子线路

若,(横坐标以下的下半面）,即相

位误差随时间的增加而减小,相点必然沿着相规

迹从右向左转

移。所以,A点

为稳定的平衡

点。;高频电子线路

锁定状态的稳态相位差

式中,n为正整数。

随着的

增加,A、B两点逐

渐靠近,当

时,A、B两点重合,

无稳定的平衡点,环

路无法锁定,如图

（b）、（c）所示。;高频电子线路

所以，环路能够锁定所允许的最大称为同步带，用

表示。显然

一阶环

由上面的讨论可以得到以下两点:

1、当时，因为在每一个区间之内都有一

个稳定的平衡点A，所以不论起始状态处于相轨迹上哪一

点，环路均会在一周期内到达A点，即的变化量都不

会超过，即一阶环路捕捉过程不经过周期跳跃。

主讲元辉;不经过周期跳跃就能入锁的捕捉过程称为快捕

过程,??应快捕所允许的最大固有角频差称为快捕带,用符号表示。

捕捉带;且捕捉时间长短与初始状态有关。

综上所述,一阶环路的同步带、捕捉带和快捕带

都相等,在数值上等于环路直流总增益,即;高频电子线路

例6.4.1已知一阶锁相环路鉴相器的，压控振荡器的

固有振荡频率，问当输入信号频率

时，环路能否锁定？若能锁定，试求稳态相位差

和此时的控制电压。

解：由题意知，环路的直流总增益;

高频电子线路;高频电子线路

2、当时

设，闭合前:VCO的角频率为

环路闭合的瞬间，由PD产生;

随时间增长快。

如图6.4.2（a）所示。

0-π,变化很慢；π-2π变化很快;显然,不再是正弦

波,而是正半周长、负半周

短的不对称波形,如图

6.4.2（b）所示。

若压控振荡器的频率

控制特性是线性的,即

,使压控

振荡器的振荡频率的变化

部分与相同。

如图6.4.2（c）所示。

主讲元辉;环路虽然不能锁定,但由于环路的控制作用,使

VCO的平均频率向接近了的现象。

主讲元辉;高频电子线路

由于的平均值由上升到，这个新的

再与差拍，得到更低的差拍角频率，相应的

随时间增长更慢，鉴相器的输出电压的频率更低，且

上、下不对称程度更大，压控振荡器的平均角频率

比振荡频率更接近输入信号角频率，如此

循环，最终使环路进入快捕状态，通过快捕进入锁定。

这里需要注意，鉴相器的输出电压也会减小，所以，环

路不一定会进入快捕状态！要想绝对进入快捕状态的方

法？积分器！

主讲元辉