中心議題：

• 了解鎖相環路的組成
• 學習鎖相環路的基本特性

鎖相環路(Phase Lock Loop，PLL)是一種自動相位控製(APC)係統，是現代電子係統中應用廣泛的一個基本部件。它的基本作用是在環路中產生一個振蕩信號(有時也稱本地振蕩)，這zhe個ge信xin號hao的de頻pin率lv受shou控kong製zhi電dian壓ya的de作zuo用yong，當dang環huan路lu鎖suo定ding時shi
，振zhen蕩dang信xin號hao的de輸shu出chu頻pin率lv與yu輸shu入ru信xin號hao的de頻pin率lv完wan全quan相xiang等deng
，兩liang個ge信xin號hao的de相xiang位wei差cha保bao持chi恒heng定ding。實shi現xian了le無wu頻pin率lv誤wu差cha的de信xin號hao跟gen蹤zong

，合he理li地di選xuan擇zePLL的直流增益、振蕩頻率和相應帶寬可有效地改善環路性能
，達到理想的效果。 鎖相環路的組成與特性

1.1 鎖相環路的組成

鎖相環路由3部分組成：鑒相器PD(Phase Detector)、環路濾波器LF(Loop Fillter)和壓控振蕩器VCO(Voltage-Control Oscillator)。組成框圖如圖1所示：

鑒相器PD 通常鑒相器由相乘器和低通濾波器組成；作用是將輸入信號的相位與VCO的輸出信號相位進行比較，並比較結果轉化為誤差電壓Ud(t)；該電壓是兩個信號相位差的函數。

環路濾波器LF 是低通濾波器
，作用是濾除誤差電壓Ud(t)中的高頻分量後得到控製電壓Uc(t)，並加給壓控振蕩器。

壓控振蕩器VCO 通常由變容二極管和電抗管等組成振蕩電路
；VCO的輸出頻率受Uc(t)的控製。

當(dang)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)和(he)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)相(xiang)同(tong)相(xiang)差(cha)恒(heng)定(ding)時(shi)
，鑒(jian)相(xiang)器(qi)輸(shu)出(chu)中(zhong)的(de)低(di)頻(pin)分(fen)量(liang)為(wei)零(ling)，環(huan)路(lu)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)也(ye)為(wei)零(ling)，壓(ya)控(kong)振(zhen)蕩(dang)器(qi)的(de)振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)不(bu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。如(ru)果(guo)二(er)者(zhe)的(de)頻(pin)率(lv)不(bu)一(yi)致(zhi)，則(ze)鑒(jian)相(xiang)器(qi)將(jiang)產(chan)生(sheng)低(di)頻(pin)分(fen)量(liang)，並(bing)通(tong)過(guo)環(huan)路(lu)濾(lv)波(bo)器(qi)使(shi)壓(ya)空(kong)振(zhen)蕩(dang)器(qi)的(de)頻(pin)率(lv)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。環(huan)路(lu)設(she)計(ji)得(de)恰(qia)當(dang)，這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)將(jiang)不(bu)斷(duan)使(shi)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)與(yu)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)趨(qu)於(yu)一(yi)致(zhi)，最(zui)終(zhong)二(er)者(zhe)頻(pin)率(lv)相(xiang)等(deng)相(xiang)位(wei)差(cha)恒(heng)定(ding)，Ud(t)，Uc(t)均為直流電壓，VCO的輸出頻率將停止變化，環路處於“鎖定”狀態。當輸入信號的頻率發生變化時(VCO的控製範圍)，VCO的輸出就能跟上這個變化，實施跟蹤和捕捉的過程
，達到頻率相等的要求

1.2 鎖相環路的基本特性

正常工作時鎖相環路具有以下基本特性：

(1)良好的窄帶特性：當環路處於鎖定狀態時


，鑒相器輸出的誤差電壓Ud(t)是一個能順利通過環路濾波器的直流電壓，如果此時輸入信號中有幹擾成分

，則幹擾信號與VCO的輸出信號在鑒相器PD中比較所形成的誤差電壓受到環路濾波器的抑製(處於低通的通頻帶外)
，於是VCO的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)中(zhong)的(de)幹(gan)擾(rao)成(cheng)分(fen)大(da)為(wei)減(jian)少(shao)

，此(ci)時(shi)環(huan)路(lu)相(xiang)當(dang)於(yu)一(yi)個(ge)濾(lv)除(chu)噪(zao)聲(sheng)的(de)高(gao)頻(pin)窄(zhai)帶(dai)濾(lv)波(bo)器(qi)，其(qi)通(tong)頻(pin)帶(dai)可(ke)以(yi)做(zuo)得(de)很(hen)窄(zhai)
，如(ru)在(zai)幾(ji)十(shi)兆(zhao)赫(he)茲(zi)至(zhi)幾(ji)百(bai)兆(zhao)赫(he)茲(zi)的(de)中(zhong)心(xin)頻(pin)率(lv)上(shang)實(shi)現(xian)幾(ji)赫(he)茲(zi)至(zhi)幾(ji)十(shi)赫(he)茲(zi)的(de)窄(zhai)帶(dai)濾(lv)波(bo)。這(zhe)種(zhong)窄(zhai)帶(dai)濾(lv)波(bo)特(te)性(xing)是(shi)LC，RC、石英晶體等濾波器很難達到的。
[page]
(2)鎖定後沒有頻差：在環路處於鎖定狀態時
，環路的輸出信號和輸入信號的頻率相等
，沒有剩餘頻差，隻有剩餘相位差。它比AFC係統更好地實現了頻率控製，因而在自動頻率控製、頻率合等技術方麵獲得了廣泛的應用

(3)自動跟蹤特性：一個已經處於鎖定狀態的環路
，當輸入信號的頻率稍有變化時

，VCO的de頻pin率lv立li即ji發fa生sheng相xiang應ying的de變bian化hua，使shi輸shu出chu頻pin率lv與yu輸shu入ru頻pin率lv接jie近jin並bing最zui終zhong達da到dao相xiang等deng。有you時shi環huan路lu雖sui未wei達da到dao鎖suo定ding狀zhuang態tai，經jing過guo自zi身shen的de調tiao節jie作zuo用yong可ke以yi捕bu捉zhuo到dao輸shu入ru信xin號hao並bing最zui終zhong鎖suo定ding

(4)易於集成化：組成鎖相環路的基本部件都易於采用集成電路，隨著集成技術的發展，整個環路包括一些放大元件、控製元件等均可集成在1塊芯片上，目前常用的主要有L562，L565
，L564，CD4046等集成鎖相環。集成化可以減小設備體積、降低成本、提高設備的可靠性和穩定性，大大提高整機性能。