锁相环原理简介课件

锁相环PLL(Phase-LockedLoop)吴欢锁相环PLL(Phase-LockedLoop)吴欢11.锁相环基本概念定义：能够自动跟踪输入信号频率与相位的闭环控制系统分类：

光伏并网中的作用：保证并网电流与电网电压严格同相同频模拟锁相环(APLL)数字锁相环(DPLL)混合锁相环(HPLL)软件锁相环(SPLL)1.锁相环基本概念定义：能够自动跟踪输入信号频率与相位的闭环22.锁相环的工作原理相位差→电压→滤波→直流电压→VCO→频率、相位2.锁相环的工作原理相位差→电压→滤波→直流电压→VCO→33.模拟锁相环很小时：拉氏变换：3.模拟锁相环很小时：拉氏变换：4LF是一个低通滤波器(a)无源RC低通滤波器(b)有源RC低通滤波器一般地，，令LF是一个低通滤波器(a)无源RC低通滤波器(b)有源RC低5容易得到LF的传递函数当放大系数A很大时，容易得到LF的传递函数当放大系数A很大时，6在的作用下，压控振荡器输出频率和输入信号频率的偏差为：由引起的相差为拉氏变换：在的作用下，压控振荡器输出频率和输入信号频率的偏差为：由引起7

锁相环路进入稳态之前，和参考频率不同，经过PLL的控制作用，总可以使。进入稳态之后，输出信号和输入信号存在一个相位差。锁相环路进入稳态之前，和参考频率不同，经过PLL的控8锁相环原理简介课件9仿真结果仿真结果10模拟锁相环存在的问题硬件电路复杂硬件电路本身难以克服的难题零点漂移器件饱和必须初始校准等模拟锁相环存在的问题硬件电路复杂零点漂移114.软件锁相环SPLL的基本原理输入信号：经过整形的TTL电平信号鉴相软件：识别采样信号和输入信号之间的相位差环路滤波程序：控制相位校正的速度与精度可编程控制计数器：计数周期受环路滤波程序控制4.软件锁相环SPLL的基本原理输入信号：经过整形的TTL124.1鉴相取周期（或频率）作为检测量输入信号为电网电压采样后通过硬件电路整形与其同步的TTL方波信号捕获模块捕捉到TTL上升沿，获得电网电压周期和相位SPWM信号由DSP内部软件产生，所以DSP明确了解并网电流的周期和相位得到参考输入信号和反馈采样信号4.1鉴相取周期（或频率）作为检测量134.2环路滤波逐次逼近算法

使载波周期TPR长度减1使载波周期TPR长度加1优点：超调量为0缺点：锁相速度较慢4.2环路滤波逐次逼近算法使载波周期TPR长度减1使载波周14最优时间PLLa、输入信号b、输出信号c、鉴相器输出优点：锁相速度快，仅需两个周期缺点：超调量大，导致逆变器输出波形剧烈震荡最优时间PLLa、输入信号b、输出信号c、鉴相器输出优点：锁15有限脉冲响应PLLa、输入信号b、输出信号c、鉴相器输出有限脉冲响应PLLa、输入信号b、输出信号c、鉴相器输出16并网软件锁相环程序流程并网软件锁相环程序流程17锁相环PLL(Phase-LockedLoop)吴欢锁相环PLL(Phase-LockedLoop)吴欢181.锁相环基本概念定义：能够自动跟踪输入信号频率与相位的闭环控制系统分类：

光伏并网中的作用：保证并网电流与电网电压严格同相同频模拟锁相环(APLL)数字锁相环(DPLL)混合锁相环(HPLL)软件锁相环(SPLL)1.锁相环基本概念定义：能够自动跟踪输入信号频率与相位的闭环192.锁相环的工作原理相位差→电压→滤波→直流电压→VCO→频率、相位2.锁相环的工作原理相位差→电压→滤波→直流电压→VCO→203.模拟锁相环很小时：拉氏变换：3.模拟锁相环很小时：拉氏变换：21LF是一个低通滤波器(a)无源RC低通滤波器(b)有源RC低通滤波器一般地，，令LF是一个低通滤波器(a)无源RC低通滤波器(b)有源RC低22容易得到LF的传递函数当放大系数A很大时，容易得到LF的传递函数当放大系数A很大时，23在的作用下，压控振荡器输出频率和输入信号频率的偏差为：由引起的相差为拉氏变换：在的作用下，压控振荡器输出频率和输入信号频率的偏差为：由引起24

锁相环路进入稳态之前，和参考频率不同，经过PLL的控制作用，总可以使。进入稳态之后，输出信号和输入信号存在一个相位差。锁相环路进入稳态之前，和参考频率不同，经过PLL的控25锁相环原理简介课件26仿真结果仿真结果27模拟锁相环存在的问题硬件电路复杂硬件电路本身难以克服的难题零点漂移器件饱和必须初始校准等模拟锁相环存在的问题硬件电路复杂零点漂移284.软件锁相环SPLL的基本原理输入信号：经过整形的TTL电平信号鉴相软件：识别采样信号和输入信号之间的相位差环路滤波程序：控制相位校正的速度与精度可编程控制计数器：计数周期受环路滤波程序控制4.软件锁相环SPLL的基本原理输入信号：经过整形的TTL294.1鉴相取周期（或频率）作为检测量输入信号为电网电压采样后通过硬件电路整形与其同步的TTL方波信号捕获模块捕捉到TTL上升沿，获得电网电压周期和相位SPWM信号由DSP内部软件产生，所以DSP明确了解并网电流的周期和相位得到参考输入信号和反馈采样信号4.1鉴相取周期（或频率）作为检测量304.2环路滤波逐次逼近算法

使载波周期TPR长度减1使载波周期TPR长度加1优点：超调量为0缺点：锁相速度较慢4.2环路滤波逐次逼近算法使载波周期TPR长度减1使载波周31最优时间PLLa、输入信号b、输出信号c、鉴相器输出优点：锁相速度快，仅需两个周期缺点：超调量大，导致逆变器输出