《锁相环路的应》ppt课件

《《锁相环路的应》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第6章锁相环路的应用第1节跟踪滤波器第2节调制器与解调器第3节频率合成第4节载波同步第5节位同步第6节FM立体声解码第7节彩色副载波同步第8节电动机转速控制第9节锁相接收机第10节其它应用第1节跟踪滤波器跟踪滤波器是一个带通滤波器，其中心频率能自动地跟踪输入信号载波频率的变化。由锁相环路工作原理知道，锁相环路本身就具有这样的性能，只是其输出信号的相位可能(取决于所用鉴相器的类型)与输入信号相位差90°而已。图6-1(b)为输入衰落信号情况下，锁相环路的输入与输出信号的波形。锁相环路作为跟踪滤波器时应从压控振荡器输出uo(t)，在窄带设计条件下它是经过提纯的

2、输入信号载波，可用于信号的相干解调等。图6-1锁相环路跟踪衰落信号根据压控振荡器的特性，它的瞬时振荡频率当环路锁定时，ωv(t)=ωi(t)，因而一、跟踪特性锁相环路的跟踪特性是可以测量的。以CMOS集成锁相环路5G4046构成的跟踪滤波器如图6-2(a)。在电源电压为10V，中心频率fo=100kHz的情况下，用X—Y记录仪直接测得的结果如图6-2(b)。图6-2锁相环路跟踪特性的测量图6-2锁相环路跟踪特性的测量当输入频率下降时得到图中实线，在fi=f3=1208kHz处环路捕获，在fi=f1=41kHz处失锁。由此可算得环路的同步带捕获带二、频率特性

3、锁相环路对输入高频信号的带通特性是由环路传递函数的低通特性所决定的。设输入信号被正弦音频信号调频，则输入瞬时频率为式中ωc是载频；Ω为调制音频；Δω为峰值频偏。根据第一章的定义，输入相位为(6-1)(6-2)只要环路工作在线性范围，环路滤波器的输出uc(t)也是频率为Ω的正弦波，它的幅度为式中H(jΩ)是环路的闭环频率响应；θ1(jΩ)是正弦相位信号θ1(t)的幅度*。根据(6-2)式(6-3)将(6-4)式代入(6-3)式得到(6-4)(6-5)图6-3跟踪滤波器的频率特性图6-3跟踪滤波器的频率特性第2节调制器与解调器一、调幅信号的调制与解调1.调幅信

4、号设未调载波为式中Uc为载波幅度；ωc为载频。调制信号为(6-6)(6-7)为分析简化，式中信号幅度已经归一。经调幅后产生的调幅信号为(6-8)2调制器用集成锁相环路很容易构成一个性能良好的AM调制器。这时，环中的相乘器不再作鉴相器应用，而是直接用它的相乘功能；压控振荡器也不再作被控振荡器，而是直接产生载波信号。由此构成如图6-4框图。图6-4AM调制器原理图3解调器常用的AM信号解调器是峰值检波器。这种电路无法抑制信号所伴随的噪声，解调输出信噪比较差。若用同步解调则可抑制噪声，使解调输出信噪比得到改善。设带有载波的DSB—AM信号为(6-9)图6-6AM

5、信号同步解调的原理图同步的恢复载波为这两个信号相乘即可实现同步解调(6-10)(6-11)图6-7AM信号的PLL同步解调图6-7AM信号的PLL同步解调二、模拟调频和调相信号的调制与解调1.调频与调相信号仍设幅度为1的单一频率Ω的调制信号uF(t)=sin(Ωt+φ)(6-12)则调频信号为uFM(t)=Ucsin｛［ωc+ΔωuF(t)］t｝(6-13)式中ωc为载频；Uc为载波幅度；Δω为峰值频偏。将(6-12)式代入(6-13)式得uFM(t)=Ucsin｛［ωc*+Δωsin(Ωt+φ)］t｝(6-14)已调信号的幅度为常数，其瞬时频率正比于调制

6、信号。调频信号也可以用频谱来表示。单一频率Ω正弦信号调制的调频信号，其频谱不再像调幅信号那样是三条谱线，而是有无限多的谱线。谱线的频率为ωc±Ω，ωc±2Ω,…，ωc±nΩ，其中n为正整数。第n对谱线的幅度为(设Uc=1)(6-15)调频信号可分为窄带和宽带两类。所谓窄带调频信号是指峰值频偏Δω远小于调制频率Ω，即mf<<1。这时，只有n=0和n=1的贝塞尔函数有值，调频信号只有三条谱线，其带宽为所谓宽带调频信号是指mf>>1，有很多谱线。作为一个粗略的近似，可忽略n>mf的那些频谱，其带宽可近似为(6-16)(6-17)调相信号的特征是其瞬时相位与调制信

7、号成正比，可表示为uPM(t)=Ucsin［ωct+ΔφuF(t)］(6-18)式中Δφ为峰值相偏。若调制信号仍同(6-12)式，则代入(6-18)式得uPM(t)=Ucsin［ωct+Δφsin(Ωt+φ)］(6-19)它的频谱也包含有一组间隔为Ω的谱线。频率为ωc±nΩ的频谱幅度为(设Uc=1)A(ωc±nΩ)=Jn(Δφ)(6-20)图6-8FM与PM的转换每个压控振荡器自身就是一个调频调制器，因为它的瞬时频率正比于输入控制信号。图6-8说明如何将一个调频调制器变换成一个调相调制器。调制信号uF(t)经微分后得式中Td是一个常数。uf(t)控制VCO

8、得到输出瞬时频率为VCO的瞬时相位为(6-21)(6-22)令Ko