常用环路滤波器特性分析.pdf

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1、第1卷第6期泰安师专学报(自然科学版)Vol.11NO.6,1卯8年12月JOURNALOFTAIANFEACHERSCOLI王GEc198氏常用环路滤波器特性分析房玉东吴顺伟摘要对数字式锁相环中常、,用的比例积分滤波器有源积分滤波器和变形积分滤波器从它们的传递,,,函数入手导出了它们的频率响应并分别绘出了它们的振幅一频率特性和相位一频率特性曲线给。出了它们的一些特征频率关键词锁相环;环路滤波;;器传递函数频率响应、一引宫SC几+1二,++2)环路滤波器是锁相环中一个重要部件,sc(RR2)l(它对:数字式频率合成器的稳定性和频谱的纯度影响很其频率响应

2、为,因此必须设计并调整好。环路滤波器是由线l+jw几C1+w几大Kl(jwj、、。)l+jw(几+R2)C一l+j价忆I(3)性元件电阻电容或电感运算放大器组成网络s)来描述,式中它的特性往往用传递函数玲(所谓传。=+;介二;几

3、用jw代入所得KF(j司就是环路滤波器的频率。图1特性:在实际锁相环路中常用的有比例积分滤波器、有源积分滤波器和变形积分滤波器。(二)振幅一频率特性二、比例积分滤波器的振幅一频率特性可由(3)比例积分滤波器,:(一)比例积分滤波器电路和传递函数;式导出即比例积分滤波器电路如图(l)所示。丫石不花了,‘:~一它的传递函数为一拍丙不石了+:几点令它的对数表示式为“s二。/U‘s二yww一玲()U0()()n:十、+A(卜20坛!Kr(j)卜2019丫百了石蔽了20坛万石不安=Al(w)+A2(w)(5)A,(w)的特性,对于当收稿日期1卯8一{兮一田47,

4、·二,W二时A(W卜;、时书‘,45”吠青0dB一音,W二二,w二+;.时叭(w)二;、时、()3dB~好告对于叭(w)的特性,,!;时A(W卜20当w二o时,叭(w二o;。告,),。:。二二、时。(w)二一45;且当频率增加一个倍频程时于‘l人(w)二20够二201夕咬+加l岁,吸ao时书(w)二一;~好二1即两+B206d,所以比例积分滤波器的相位一频率特性甲:,,即当频率增加时A(w)是一个以6dB每频w朴ww,2b。()是()和叭()的合成曲线如图()所示程上升的直线。,对于凡(w)的特性当,“‘W=,时,喊告0dB,W==、时“‘W,二一’d

5、B;告,=一:,时“‘W,20。告蜘且当频率增加一个倍频程时,w二一2019Z,=一1一凡(Z)(wr)201矛件20妙二一.一6dB20烤叽即当频率增加时,人(w)是一个以6dB每倍频、。三有源积分滤波器电路和传递函数程下降的直线。,比例积分滤波器的振幅一频率特性(一)有源积分滤波器电路如图3所示所以A,,a(w)是A(w)和人(w)的合成曲线如图2()实线。所示_j)O0图3它的传递函数为Z。A()}凡、s毛图2(a),U0()一S七畴(二)wins()(三)相位一频率特性l+s几C比例积分滤波器的相位一频率特性可由(3)一s(7)RIC,即:式导

6、出:其频率特性为。二t一矛枕:抓)叽剖吸洲l+w几Cw二-j二叭(w)+书(w)(6)玲(j)jwR,C,对于,(w)的特性1+Jw几(8),当w=o时书(w)二护:JWTI48,二:;屯二;几>几,>式中劝nC几C几凡且在(三)相位一频率特性推导(7)式时,曾假定是运算放大器的电压放大倍有源积分滤波器的相位一频率特性可由(8)。;。。数A~二输人电阻民一ao式导出即甲w二tgwtZ+二,w+叭w11(二)振幅一频率特性()arc好()()(),有源积分滤波器的振幅一频率特性可由(8)对于,(w)的特性,w二,二;式导出即当o时咖(w)护二(;二二二二

7、w二。;}w)一亚亘巫三w工饰时两()朽(9)WTI几,;:.时书(w)~卿令它的对数表示式为时。w二A(w)二2019!珍(jw)!对于书()好特性曲线是一条直线二了1+(),一20l;有源积分滤波器的相位一频率特性扒w)是20le吸gW’r叭(叭(,4bw)和w)的合成曲线如图()中实线所=A,w+人(w10)())(。l,尔对于A(w)的特性,当时、(WB;吠告卜od0w..180=土二佑时A〔们二+3dB几0135,,w二;时A()201。于。L2n,nO45且当频率增加一个倍频程时w二十人(Z)20够wT2201夕勺20妙二20龟wTz一6d

8、B,lW即在时A‘,表示一条以每倍频。告6dB切l田2。图4(程上升的直线b),对于人(劝的特

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