第四章锁相环路课件.ppt

1,主要内容,4-1 引言 4-2锁相环路的线性分析4-2 锁相环路的非线性分析4-3 集成锁相环4-4 锁相环路的应用,2,本章参考文献,郑继禹等编.锁相环路原理和应用,人民邮电出版社,1984罗伟雄等编.锁相技术与应用.北京理工大学出版社,3,作业：,教科书P189：4-8，4-9,4,反馈控制电路,信号有三个参量：幅度、频率、相位。利用负反馈方式分别控制这三个参量，可形成三种类型的反馈控制电路.,4-1 引言,5,自动增益控制(AGC:Automatic Gain Control)自动频率控制(AFC:Automatic Frequency Control)锁相环路(PLL:Phase Locked Loop),6,一 AGC原理简介,AGC通常在接收放大中使用，以保证在接收信号强弱变化悬殊(几百微伏几百毫伏变化)的条件下，保持放大器输出电平为某一设定值。,7,后向AGC一般在接收机的高放或中放级使用，反馈控制量一般取自检波输出。,8,9,例如：Simple AGC Circuit,10,二 AFC原理简介,带有AFC功能的AM超外差接收机,11,频率调节进入稳态后，稳态频差不会为零！任何负反馈控制系统，其反馈控制量的稳态误差不为零。,12,PLL基本组成原理与环路方程,13,1 鉴相器（Phase Detector，PD）,14,15,16,2 环路滤波器,uc(t)=F(p)uD(t),17,18,19,3 压控振荡器（Voltage Control Oscillator，VCO）,20,21,环路输出/输入相位之间的关系为,22,环路的传输函数,23,24,25,环路闭环传输函数：,26,一阶环路,无环路滤波器的一阶环路,输入信号频率和VCO输出频率差为0时,27,环路锁定所允许的最大频差：,28,线性环路的频率响应和暂态响应,1 环路的频率响应（1）闭环频率响应(采用有源比例积分滤波器),29,30,误差频率响应,(采用有源比例积分滤波器),31,环路的暂态响应,假设环路是线性系统，t0 时处于锁定状态,t=0 时环路出现不同的相位变化.观察输出相位的变化过程(采用有源比例积分滤波器)t0,ui(t)=Uimsintuo(t)=UomcostT=0,ui(t)=Uimsint+i(t)uo(t)=Uomcost+o(t)e(S)=1-H(S)i(S)见教科书:P167,32,线性环路的噪声性能,33,34,35,36,环路等效噪声带宽BL,一阶环路：BL=K0Kd/4有源比例积分滤波器的二阶环路：BL=n（1+42）/8,37,4-2 锁相环路的非线性分析,环路锁定、失锁、牵引过程,o=i-o（1）o 比较小时,38,39,（2）o 很大时，o=i-o比较大，环路失锁,40,（3）o 不是很大时,41,环路的同步和捕捉性能,1 同步带 H 2 捕捉带 P 理想锁相环（有源比例积分滤波器）P=实际环路（1）无源比例积分滤波器（2）有源比例积分滤波器 A运放增益,42,3 快捕带 P=4 n4 捕捉时间Tp,43,一阶环路的相图分析,44,A：稳定平衡点B：不稳定平衡点,P=L=H=K,45,46,捕捉方法,1 扫描法,47,48,49,鉴频鉴相法,50,4-3 集成锁相环,CD4046内部电路框图,51,4-4 锁相环路的应用,问题：1（1）Bi5B3dB;（2）环路增益不能太大；2 假锁,1 锁相接收机,52,2 锁相鉴频,53,54,55,普通鉴相器的门限效应与锁相鉴频器的门限效应,56,57,58,频率合成器,59,60,61,数字式锁相频率合成器,62,THE END,