第一章
一.锁相环组成
PLL两种工作状态：捕获状态和锁定（或称同步）状态 锁定后频差?e?0，相差为?e?常数
基本锁相环的组成：
⑴ 鉴相器（Phase Detector）---PD ⑵ 环路滤波器（Loop Filter）---LF
⑶ 压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator）---VCO
??1?t?为输入量ui?t?的瞬时相位。
?2?t?为输入量uo?t?的瞬时相位。
各部分分析：
1．鉴相器 是一个相位比较器，用于比较?1?t?与?2?t?之间的相位差错误！未找到引用源。
Kmui(t)uo(t)?KmUisin[?ot??1(t)]Uocos[?ot??2(t)] 11?KmUiUosin[2?ot??1(t)??2(t)]?KmUiUosin[?1(t)??2(t)]22再经过低通滤波器（LPF）滤除2?o成分之后，得到误差电压
ud(t)?1KmUiUosin[?1(t)??2(t)] 2令 Ud?1KmUiUo为鉴相器的最大输出电压，得到ud(t)?Udsin[?e(t)] 22.环路滤波器及其传输函数
环路滤波器是一个线性电路，在时域分析中可用一个传输算子F(p)来表示，其中p(?ddt)是微分算子；在频域分析中可用传递函数F(s)表示，其中
s(???j?)是复频率；若用s?j?代入就得到它的频率响应F(j?)，故环路滤
波器模型可表示为图
定义控制电压 uc?t??ud?t?F?p?
（1）RC积分滤波器这是结构最简单的低通滤波器, 传输算子：F(p)?1，
1?p?1?1?RC是时间常数，这是这种滤波器唯一可调的参数。
令p=jΩ,并代入(1-18)式,即可得滤波器的频率特性：F(j?)?1
1?j??1
低通特性，相位滞后。当频率很高时，幅度趋于零，相位滞后接近于?2。 （2）无源比例积分滤波器无源比例积分滤波器如图1-9(a)所示，它与RC积分滤波器相比，附加了一个与电容器串联的电阻R2，这样就增加了一个可调参数。
传输算子：F(p)?1?p?2
1?p?1?1?(R1?R2)C；?2?R2C是两个独立的可调参数。
频率特性：F(j?)?1?j??2
1?j??1据此可作出对数频率特性,如图1-9(b)所示。这也是一个低通滤波器,与RC积分滤波器不同的是,当频率很高时
F(j?)????R1
R1?R2
图1-9 无源比例积分滤波器的组成与对数频率特性 (a)组成 (b)频率特性
低通特性。
从相频特性上看，当频率很高时有相位超前校正的作用，这是由相位超前因子1?j??2引起的。这个相位超前作用对改善环路的稳定性是有用的。 （3）有源比例积分滤波器有源比例积分滤波器由运算放大器组成，电路如图
它的传输算子：F(p)??A1?p?2，?1?(R1?AR1?R2)C；?2?R2C；
1?p?1
A是运算放大器无反馈时的电压增益
若运算放大器的增益A很高，则传输算子可以近似为
1?p?2F(p)??A1?p?11?p?2??A1?pAR1C1?p?2??ApAR1C1?p?2??pR1C
图1-10 有源比例积分滤波器的组成与对数频率特性 (a)组成 (b)频率特性
负号对环路的工作没有影响,分析时可以不予考虑。故传输算子可以近似为
F(p)?1?p?2 p?1式中τ1=R1C。(传输算子的分母中只有一个p,是一个积分因子,故高增益的有源比例积分滤波器又称为理想积分滤波器。显然,A越大就越接近理想积分滤波器。此滤波器的频率响应为
F(j?)?1?j??2 j??1低通特性，比例作用。相频特性有超前校正。
3.压控振荡器
压控振荡器是一个电压-频率变换装置，在环中作为被控振荡器，它的振荡频率应随输入控制电压 uc(t)线性地变化,即应有变换关系
?v(t)??o?Kouc(t)
?v(t)是压控振荡器的瞬时角频率；
Ko为控制灵敏度或称为增益系数，单位是[rads?V]。
由于压控振荡器的输出反馈到鉴相器上，对鉴相器输出误差电压ud(t)起作用的不是其频率而是其相位
锁相技术期末总复习提纲
