第四章锁相环路.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 AutomaticGainControl 自动频率控制 AFC AutomaticFrequencyControl 锁相环路 PLL PhaseLockedLoop 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 SimpleAGCCircuit 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 PhaseDetector 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 VoltageControlOscillator 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 t 0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 t 0 ui t Uimsin tuo t Uomcos tT 0 ui t Uimsin t i t uo t Uomcos t 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 4 2 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 H2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 Bi 5B3dB 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