锁相环基础介绍

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1、所谓锁相环路，实际是指口动相位控制电路(APC),它是利用两个电信号的相位•误差，通过环路自身调整作川，实现频率准确跟踪的系统，称该系统为锁相环路，简称环路，通常用PLL表示。o)其中coo=wr+Awo通过相位反馈控制，最终使相位保持同步，实现了受控

2、频率准确跟踪基准信号频率的自动控制系统称为锁相环路。PLL构成由鉴相器(PD)环路滤波器(LPF)压控振荡器(VC0)组成的环路。0e(t)=0i(t)-4)o(t)误差相位PLL原理从捕捉过程f锁定A.捕捉过程(是失锁的)少广…帕均是随时间变化的，经相位比较产生误差相位叭二叽也是变化的。认(t)山鉴相器产生课弟电压^(t)=Ae)完成相位谋弟一电压的变换作用。3(t)为交流电压。Odt)经环路滤波，滤除高频分量和干扰噪声得到纯净控制电压，由vco产生控制角频差△3。,使3。随5变化。B.锁定(即相位稳定)a.一旦锁定氛(t)二氛8(很小常数)VM=也(直流电压)b・3。三

3、3：输出频率恒等于输入频率(无角频差，同时控制角频差为最大As歸即G)0=G)r+Aoanaxo(5为VCO固有振荡和频率。)锁相基本方程和相位模型(时域)★★各部件相位模型★鉴相器(PD)相位模型。数学模式77d(t)=Aosin4)e(t)O和位模式★环路滤波器(LPF)相位模式O数学模式Pc(t)=Ap(P)V.MG)相位模式％(t)►AF(P)★压控振荡器(VCO)相位模式A。Aoq(t)*p。相位模式★★环路相位模型★相位模式：指锁相环(PLL)输入相位和输出相位的反馈调节关系。★和位模型：把鉴和器，环路滤波器和压控振荡器三个部件的和位模型依次级联起来就构成锁相和位模型

4、。★锁相环路基本方程(动态方程)和物理意义。方程：P2。(t)=P(1)i(t)-AqAdAf(p)sin4>g(t)Pe(t)=P4>i(t)-AE(p)sin4>e(t)。方程特点：▲属非线性微分方程▲非线性由鉴相器决定▲求解微分方程，可确定环路的性能。©方程物理意义:▲它是描述输入信号和压控振荡器输出信号之间的相位误差4、(t),从环路闭合的一瞬间开始，d)e(t)随着时间t变化的过程。▲各项物理意义：探PGe(t)表示环路瞬时角频差二3厂3。探P4)：(t)表示环路的固有角频羞(或起始角频丼)△3i二3i-3.探AoAdAf(p)sin4)e(t)表示环路控制角频差

5、Ao)o=w0-or▲环路动态过程表明:Awj=Aw

6、+Aw0f▲当J二0时，3汙3。环路锁定。▲锁定时Zk3=z=Aysin屯810zQ8A3电8=arcsin(

7、厶叫e(t),4>i(t)的拉氏变换F(S)是环路滤波黠的传递函数。★★环路传递函数★线性系统传递函数的定义

8、：当初始条件为零时，响应函数的拉氏变换与驱动函数的拉氏变换之比。★环路传递函数：。开环传递函数Ho(s)当环路反馈支路开路状态下，由输入相位驱动所引起输出相位的响应。为：F(S)开环SO闭环传递两数II(s)研究环路闭环状态下，山输入相位4)i(S)驱动所引起输出相位4>o(S)的响应。为:H(S)=4)q(S)_AsF(S)电(S)-S+AF(S)G)课差传递函数lL(s)研究闭环状态下，山输入相位驱动，误弟相位的响应。为:帆(S)S+AZF(S)OHo(s),H(s),H.(s)是研究锁相环路跟踪(或同步)状态最常用的三个传递函数，三者之间的关系为：H(S)=H°(S)1+H

9、°(S)Ha(S)=e1+H°(S)He(S)=l-H(S)是工程屮常用，应熟记。OF（S）是环路滤波器的传递函数。不同的环路，采取的环路滤波器不同,即F（S）不同，代入坏路传递函数中即可得到不同环路的三种不同传递函数。为了引入环路参量3“——环路固有角频率C——环路阻尼系数可描述环路的动态过程（其中3n,C均可用A。,Ao及时间常数T或丫2表示，但各环路系统的3“，4是不同的）。G）分母标准化环路传递函数表示如下：、名称二阶1型环（RC积券滤波器）二阶1型环（RC比例积分滤波器