资源预览内容
第1页 / 共4页
第2页 / 共4页
第3页 / 共4页
第4页 / 共4页
亲,该文档总共4页全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述
【Word版本下载可任意编辑】 集成锁相环及其应用 电路功能是:实现相位锁定和相位控制实现无频差的相位跟踪和频率跟踪。是一种消除频率误差的由相位反应控制的闭环系统。 锁相环有模拟和数字锁相环,还有全数字锁相环,可以是硬件锁相环,也可以用软件实现。 一、锁相环的电路构造和工作原理 锁相环电路框图如下图: 它的主要思路是如何利用相位误差实现无频差的频率跟踪。其原理用下列图的旋转矢量加以说明。 旋转矢量和分别是鉴相器的两个输入信号、。它们的瞬时角速度和瞬时角位移为:,和,只有当两个旋转矢量以一样的角速度旋转时(即),两者之间的相位差才能保持某定值。该定值相位经鉴相器后变换成对应的直流电压,去控制VCO的振荡角频率,使其稳定地振荡在与输入参考信号一样的角频率上。这种情况称之为相位锁定。反之,两者角频率不等,相位差不恒定,称为失锁。如,则比旋转 得慢些,瞬时相位差将随时间增大,此时鉴相器产生的误差电压也相应变化。该误差电压经环路滤波器,去控制压控振荡器的频率,使其增大,因而瞬时相位差也将减小。经过不断地循环,矢量的旋转角速度逐渐加快,直到与旋转角速度一样,这时环路再次锁定,瞬时相位差为恒值。 1. 鉴相器分析 令鉴相器的两个输入电压为单一的正弦,且频率不等。则两个信号与压控振荡器未加控制电压时的相位差为: , 则: 如用模拟乘法器组成乘积型鉴相器时,其鉴相器的输出误差电压为: ,其中是鉴相器增益,为常数。 2. 环路滤波器 它是一个低通滤波器,滤除干扰和其它频率分量,提高信噪比。 设环路滤波器的传递函数为: s用微分因子代入后:, 3. 压控振荡器 在一定的控制电压下,VCO的振荡角频率与其控制电压有线性关系: 所以压控振荡器的输出信号相位: 并得: 可见:VCO的振荡角频率与控制电压成线性关系,其瞬时相位变化与却是积分关系。 因此,对锁相环讲,VCO被看成一个积分器。当积分算子表示后,式子有:,由上面所确定的各部分模型,可得锁相环路的相位模型和统一方程:,该式两边微分得:,该式称为基本环路方程。 二、单片集成锁相环简介 CMOS CD4046是最常见的集成锁相环。还有74HC4046是高速集成锁相环,也是CMOS电路。 1. CD4046的管脚说明 2. 基本原理:输入从14脚进入,经A放大并整形,作为相位比较器输入,而且和引脚3的输入开展相位比较。由引脚步2输出误差相位(以电压形式)。又经低通滤波器滤除高频之后,获得VCO控制电压。 实现频率调整的目的,该频率很快逼近输入参考频率。 三、单片集成锁相环应用举例 1. 锁相环用于频率合成 , 2. 锁相环用于调制和解调 4 / 4
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号