模拟技术
锁频环,实质上就是动态运用的自动频率微调电路。
简介
它是一种典型的自动控制环路。大家知道,自动控制环路的特性不仅取决于环路的“阶”数(即传递函数极点数目),尤其取决于环路的“型”。这里所谓“型”是指环路无静差的阶数,即传递函数在原点处极点数目。从物理意义上讲,就是指环路中包括的理想积分器(传递函数为1/S)的数目。
种类目前空间系统中使用的锁频环,一般有模拟式和数字式两种。二者等效电路示于图1(a)和图2(a);相应的等效电路为图1(b)和图2(b)。由图见,二者主要区别是数字中有累加器A,其传递函数为1/S。因此数字环可做成一阶无静差环路,而模拟环则通常做不到无静差。
锁相环 (phase locked loop),顾名思义,就是锁定相位的环路。学过自动控制原理的人都知道,这是一种典型的反馈控制电路,利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位,实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪,一般用于闭环跟踪电路。是无线电发射中使频率较为稳定的一种方法,主要有VCO(压控振荡器)和PLL IC (锁相环集成电路),压控振荡器给出一个信号,一部分作为输出,另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较,为了保持频率不变,就要求相位差不发生改变,如果有相位差的变化,则PLL IC的电压输出端的电压发生变化,去控制VCO,直到相位差恢复,达到锁相的目的。能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。
简介
锁相环是指一种电路或者模块,它用于在通信的接收机中,其作用是对接收到的信号进行处理,并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说,对于接收到的信号,仿制一个时钟信号,使得这两个信号从某种角度来看是同步的(或者说,相干的)。由于锁定情形下(即完成捕捉后),该仿制的时钟信号相对于接收到的信号中的时钟信号具有一定的相差,所以很形象地称其为锁相器。
锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成。鉴相器用来鉴别输入信号Ui与输出信号Uo之间的相位差,并输出误差电压Ud。Ud 中的噪声和干扰成分被低通性质的环路滤波器滤除,形成压控振荡器(VCO)的控制电压Uc。Uc作用于压控振荡器的结果是把它的输出振荡频率fo拉向环路输入信号频率fi ,当二者相等时,环路被锁定 ,称为入锁。维持锁定的直流控制电压由鉴相器提供,因此鉴相器的两个输入信号间留有一定的相位差。
锁相环和锁频环的锁定以及捕获、同步等概念是有区别的。
对锁相环而言,所谓锁定是指VCO频率与同步信号频率完全一致,但允许有稳定相位误差;而对锁频环而言,则在锁定时可允许VCO与同步信号有小的稳态频率误差。
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