6.反馈控制电路2.ppt

,6.2锁相环路性能分析6.2.1基本环路方程一、鉴相器,三、环路低通滤波器,四、基本环路方程或左式中是VOC在作用下产生的振荡角频率偏离r的数值而右式其实为,如果输入为常数即vi(t)为恒定频率的输入信号，则在环路进入锁定过程中，瞬时角频差不断减小，而控制角频差不断扩大，但两者之和恒等于i。直到瞬时角频差减小到0，即pe(t)=0，而控制角频差增大到i时，VOC振荡角频率等于输入信号角频率（o=i），环路进入锁定状态。这时，相位误差e(t)为一固定值，用e表示，称为剩余相位误差或稳态相位误差。正是这稳态相位误差，使鉴相器输出一直流电压，通过滤波器，加在VOC上，使其角频率等于输入信号角频率。,若设滤波器的直流增益为AF(0)，则当环路锁定时故为环路的直流总增益。能够维持环路锁定所允许的最大输入固有频差i=A0，称为锁相环路的同步带或跟踪带，用L表示，其值为,6.2锁相环路性能分析6.2.2捕捉过程的定性讨论锁相环路中，有两种不同的自动调节过程。环路原来是锁定的，由于某种原因造成环路偏离锁定通过自身调节重新维持锁定的过程称为跟踪过程能够维持锁定所允许输入信号频率偏离r的最大值|i|称为同步带。反之，环路原先是失锁的，通过自身调节由失锁进入锁定的过程称为捕捉过程，能够进入锁定所允许的最大|i|称为捕捉带,当环路未加输入信号时，VCO上没有控制电压，它的振荡角频率为r。信号加入环路后，输入信号的固有频差为i=ir，鉴相器上的瞬时相位差鉴相器输出vd(t)=Adsinit的正弦电压。若i很大，远大于滤波器的通频带，以至鉴相器输出的差拍电压不能通过滤波器，则VCO上没控制电压，环路处于失锁状态。反之，i很小，其值在环路滤波器通频带以内，则鉴相器输出差拍电压的基波分量能通过并加到VCO上，控制o在r上下近似按正弦规律摆动，摆动到i并相位正确，则环路锁定，鉴相器输出一个与e相对应的直流电压，以维持锁定。,若i处在不是很大，也不是很小，这样两者之间，则有以下两种情况：一种情况是：i较大，超出滤波器的通频带，鉴相器输出的差拍电压通过滤波器时，有较大衰减，但只要加到VCO上的控制电压还能使其振荡频率摆动到i上，环路就能锁定，这种由失锁很快进入锁定的过程成为快捕过程，能够锁定的最大|i|称为快捕带，用C表示。这时加到VCO上的差拍电压的幅值近似为AdAF(C)，VCO产生的最大角频差近似为AoAdAF(C)，其值等于输入固有角频差i(=C)，即CAoAdAF(C),第二种情况是：i比上一种情况大，鉴相器输出的差拍电压通过滤波器时，将受到更大衰减，因此，加到VCO上的控制电压很小，VCO振荡频率o在i上摆动的幅度也就更小，使o不能摆到i上。不过，既然o在r上下摆动，当o摆到大于r时，(ro)减小，相应的e(t)随时间增长得慢；反之，当o摆到小于r时，(ro)增大，相应的e(t)随时间增长得快。,6.2.3跟踪特性在环路跟踪过程中，e值一般是很小的，可以近似用线性函数逼近鉴相器的鉴相特性因此环路的基本方程简化为线性微分方程可导出环路的闭环传