1、1,第四章 鎖相環(huán)路,2,主要內(nèi)容,4-1 引言 4-2鎖相環(huán)路的線性分析 4-2 鎖相環(huán)路的非線性分析 4-3 集成鎖相環(huán) 4-4 鎖相環(huán)路的應(yīng)用,3,本章參考文獻(xiàn),鄭繼禹等編.鎖相環(huán)路原理和應(yīng)用,人民郵電出版社,1984 羅偉雄等編.鎖相技術(shù)與應(yīng)用.北京理工大學(xué)出版社,4,作業(yè)：,教科書(shū)P189： 4-8，4-9,5,反饋控制電路,信號(hào)有三個(gè)參量：幅度、頻率、相位。利用負(fù)反饋方式分別控制這三個(gè)參量，可形成三種類(lèi)型的反饋控制電路.,4-1 引言,6,自動(dòng)增益控制 (AGC: Automatic Gain Control) 自動(dòng)頻率控制 (AFC: Automatic Frequency Co

2、ntrol) 鎖相環(huán)路 (PLL: Phase Locked Loop),7,一 AGC原理簡(jiǎn)介,AGC通常在接收放大中使用，以保證在接收信號(hào)強(qiáng)弱變化懸殊(幾百微伏幾百毫伏變化)的條件下，保持放大器輸出電平為某一設(shè)定值。,8,后向AGC一般在接收機(jī)的高放或中放級(jí)使用，反饋控制量一般取自檢波輸出。,9,10,例如：Simple AGC Circuit,11,二 AFC原理簡(jiǎn)介,帶有 A F C 功能的AM超外差接收機(jī),12,頻率調(diào)節(jié)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，穩(wěn)態(tài)頻差不會(huì)為零！ 任何負(fù)反饋控制系統(tǒng)，其反饋控制量的穩(wěn)態(tài)誤差不為零。,13,PLL基本組成原理與環(huán)路方程,14,1 鑒相器（Phase Detector

3、，PD）,15,16,17,2 環(huán)路濾波器,uc(t)=F(p)uD(t),18,19,20,3 壓控振蕩器（Voltage Control Oscillator，VCO）,21,22,環(huán)路輸出/輸入相位之間的關(guān)系為,23,環(huán)路的傳輸函數(shù),24,25,26,環(huán)路閉環(huán)傳輸函數(shù)：,27,一階環(huán)路,無(wú)環(huán)路濾波器的一階環(huán)路,輸入信號(hào)頻率和VCO輸出頻率差為0時(shí),28,環(huán)路鎖定所允許的最大頻差：,29,線性環(huán)路的頻率響應(yīng)和暫態(tài)響應(yīng),1 環(huán)路的頻率響應(yīng) （1）閉環(huán)頻率響應(yīng)(采用有源比例積分濾波器),30,31,誤差頻率響應(yīng),(采用有源比例積分濾波器),32,環(huán)路的暫態(tài)響應(yīng),假設(shè)環(huán)路是線性系統(tǒng)，t0 時(shí)處于

4、鎖定狀態(tài), t=0 時(shí)環(huán)路出現(xiàn)不同的相位變化. 觀察輸出相位的變化過(guò)程 (采用有源比例積分濾波器) t0, ui(t)=Uimsint uo(t)=Uomcost T=0, ui(t)=Uimsint+ i(t) uo(t)=Uomcost+ o(t) e(S)=1-H(S) i(S) 見(jiàn)教科書(shū):P167,33,線性環(huán)路的噪聲性能,34,35,36,37,環(huán)路等效噪聲帶寬BL,一階環(huán)路： BL=K0Kd/4 有源比例積分濾波器的二階環(huán)路： BL=n（1+42） /8,38,4-2 鎖相環(huán)路的非線性分析,環(huán)路鎖定、失鎖、牽引過(guò)程,o= i - o （1） o 比較小時(shí),39,40,（2） o 很

5、大時(shí) ，o= i - o比較大，環(huán)路失鎖,41,（3） o 不是很大時(shí),42,環(huán)路的同步和捕捉性能,1 同步帶 H 2 捕捉帶 P 理想鎖相環(huán)（有源比例積分濾波器） P = 實(shí)際環(huán)路 （1）無(wú)源比例積分濾波器 （2）有源比例積分濾波器 A運(yùn)放增益,43,3 快捕帶 P = 4 n 4 捕捉時(shí)間Tp,44,一階環(huán)路的相圖分析,45,A：穩(wěn)定平衡點(diǎn) B：不穩(wěn)定平衡點(diǎn),P = L=H =K,46,47,捕捉方法,1 掃描法,48,49,50,鑒頻鑒相法,51,4-3 集成鎖相環(huán),CD4046內(nèi)部電路框圖,52,4-4 鎖相環(huán)路的應(yīng)用,問(wèn)題： 1（1）Bi5B3dB; （2）環(huán)路增益不能太大； 2 假鎖,1 鎖相接收機(jī),53,2 鎖相鑒