文档介绍：锁相环PLL原理与应用
第一部分:锁相环基本原理
一、锁相环基本组成
二、鉴相器(PD)
三、压控振荡器(VCO)
四、环路滤波器(LPF)
五、固有频率ωn和阻尼系数的物理意义
六、同步带和捕捉带
第二部分:锁相环实验
实验一、PLL参数测试
一、压控灵敏度KO的测量
二、鉴相灵敏度Kd的测量
三、环路开环增益(KH)的测量
四、同步带和捕捉带的测量
五、ωn、ξ的测量
实验二、PLL应用实验
一、PLL频率合成器实验
二、PLL调频(FM)解调
三、锁相式双音多频信号(DTMF)解码器
四、 PLL 数字调谐实验
五、设计5 / 6分频器
实验目的
通过上述实验,使大家对由模拟电路、数字电路组成的硬件系统的设计、电路的搭接、故障的分析判断、故障的排除得到一次锻炼。
第一部分:锁相环基本原理(P1)
一、锁相环基本组成
一个典型的锁相环(PLL)系统,是由鉴相器(PD),压控荡器(VCO)和低通滤波器(LPF)三个基本电路组成
Ud = Kd (θi–θo)
UF = Ud F(s)
(PD)
Ud = Kd *θ
Kd 为鉴相灵敏度
(VCO) (P2)
ωo(t)= ωom + K0 UF(t)
K0——VCO控制特性曲线的斜率,常称为VCO的控制灵敏度,或称压控灵敏度。
四、环路滤波器,这里仅讨论无源比例积分滤波器
其传递函数为:
式中:τ1 = R1 C
τ2 = R2 C
当锁相环处于锁定状态时,鉴相器(PD)的两输入端一定是两个频率完全一样但有一定相位差的信号。如果它们的频率不同,则在压控振荡器(VCO)的输入端一定会产生一个控制信号使压控振荡器的振荡频率发生变化,最终使鉴相器(PD)的两输入信号(一个是锁相环的输入信号Vi, 一个是压控振荡器的输出信号Vo)的频率完全一样,则环路系统处于稳定状态。
五、系统的固有频率ωn和阻尼系数的物理意义(P3)
一个RLC串联电路,当输入端加一个阶跃电压时,输出端电压变化有三种可能
当锁相环的输入信号的相位有一个阶跃跳变时,输出信号相位的变化也有三种情况