北航通信电路原理课件ch

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1、笫7章锁相环路7.1概述7.2PLL基本原理7.3PLL的线性分析7.4PLL的非线性分析7.5集成锁相环介绍7.6PLL电路实例与应用举例举例PLL小结2021/10/61《通信电路原理》--北航06年7.5.1集成锁相环分类参考：《锁相环设计、仿真与应用（英）》（LPLL和DPLL可仿真到五阶）。线性模拟环linearPLL（LPLL）：通用型（多功能）：VCO，PD，VCO+PD+AMP；专用型：AM/PM的解调，CTV中的色度信号同步环。部分数字环digitalPLL（DPLL）：完全数字环all-digitalPLL（AD

2、PLL）：通用型（多功能）：数字VCO，数字PD+数字VCO；专用型：频率合成器。27.5.2工艺特点与频率范围模拟型--双极性电路（0~50MHz）：NE565（<500KHz）；NE560NE562（<30MHz）；NE564（<50MHz）。数字型：双极性电路（0~250MHz）；CMOS电路（0~25MHz）。2021/10/63《通信电路原理》--北航06年7.5.3实验用集成锁相环NE565电路分析集成锁相环NE565介绍（电路：P458）2021/10/64《通信电路原理》--北航06年7.5.4数字锁相环参考：《锁相

3、环设计、仿真与应用（英）》（LPLL和DPLL可仿真到五阶）。锁相环路可分为LPLL、DPLL和ADPLL三类。数字锁相环路有如下特点：1、全部或部分采用数字电路。受干扰的影响比模拟电路小，使工作的可靠性提高。2、易于采用大规模集成电路。3、在全数字锁相环路中，时钟源通常不直接受控，这将有利于提高环路的性能。4、应用全数字锁相环路，在一定范围内可以消除类似于模拟锁相环路中压控振荡器控制特性的非线性、环路滤波器传输函数的不稳定等的影响，从而改善锁相环路的性能。7.5.4数字锁相环（续1）线性环linearPLL（LPLL）：线性环LP

4、LL是由线性元件构成的；鉴相器PD是四象限模拟相乘器；环路滤波器可采用passivelead-lagfilter（PassiveLL），activelead-lagfilter（ActiveLL）或activePIfilter（ActivePI）；振荡器可采用VCO或VCOfollowedbyadivide-by-Ncounter（VCO+scaler）。2021/10/66《通信电路原理》--北航06年7.5.4数字锁相环（续2）部分数字环digitalPLL（DPLL）：部分数字环DPLL是线性元件和数字方块的混合系统；仅鉴相器

5、是利用数字方块，其余相同；鉴相器PD是采用theEXORgate，theedge-triggeredJKflipflop或phase-frequencydetector（PFD）；PFD的性能最好。环路滤波器用PassiveLL，ActiveLL或ActivePI；振荡器用VCO或VCO+scaler。2021/10/67《通信电路原理》--北航06年7.5.4数字锁相环（续3）完全数字环all-digitalPLL（ADPLL）：完全数字环ADPLL是全部由数字方块构成的；完全数字环ADPLL的类型很多，下面仅介绍仿真中用的各类数

6、字方块；鉴相器PD是采用theEXORgate或theedge-triggeredJKflipflop；环路滤波器在仿真中总是采用K-Counter；振荡器可采用Increment/DecrementCounter。2021/10/68《通信电路原理》--北航06年7.6.1PLL的基本特性与应用领域（1）锁定特性：环路锁定状态时，VCO跟踪输入信号频率，只有很小的稳态相差。叫“取样锁相环”。这种环路可用于载波恢复和频率合成。（2）载波跟踪特性：压控振荡器的输出频率只跟踪输入信号的载频，那么就称之为载波跟踪状态，这种环路叫“载波跟踪

7、环”，或称“窄带跟踪环”。这种环路可用于锁相接收机。（3）调制跟踪特性：压控振荡器的输出频率跟踪输入的调制信号变化。这种状态就是调制跟踪状态，这种环称为“调制跟踪环路”，或称“宽带跟踪环”。这种环路可实现高质量的调角信号的解调。（4）易于集成化。（5）主要应用领域：窄带跟踪接收；锁相鉴频；载波恢复；频率合成。7.6.2窄带跟踪滤波器（锁相接收机）--载波跟踪环（1）空间信号的基本特性卫星或其它宇宙飞行器向地面发回的信号通常都较微弱。频率漂移严重（因存在多普勒效应与振荡器中心频率不稳）。例如：频率为100MHZ，多普勒频移为±3KHz

8、。信标信号本身频带宽度较窄。例如：为6Hz左右。若使用普通接收机，带宽为6KHz左右。接收机带宽比信号带宽大1000倍，接收的噪声大1000倍，很微弱的信号被淹没。锁相接收机的中频频率可以跟踪接收信号频率的漂移，而且带宽又很窄，故又称