集成(jíchénɡ)锁相环路与集成(jíchénɡ)频率合成器锁相技术是相位同步(tóngbù)的自动反馈技术。它能使一个自激正振荡器的振荡频率和相位受基准信号的控制，使振荡信号和基准信号在频率上保持相等，而相位保持某一个固定的最小差值。锁相环路(PhaseLockLoop，PLL)是一种自动相位控制(APC)系统，是现代电子系统中应用广泛的一个基本部件。它的基本作用是在环路中产生一个振荡信号(有时也称本地振荡)，这个信号的频率受控制电压的作用，当环路锁定时，振荡信号的输出频率与输入信号的频率完全相等，两个信号的相位差保持恒定。实现了无频率误差的信号跟踪，合理地选择PLL的直流增益、振荡频率和相应带宽可有效地改善环路性能，达到理想的效果。第一节锁相环路的工作原理(yuánlǐ)与性能一.发展(fāzhǎn)历史１.具有频率(pínlǜ)准确跟踪性能２.具有良好窄带高频跟踪性能（称载波跟踪型）３.具有良好的带通滤波性能（称调制跟踪型）４.具有良好门限效应５.易集成化，数字化四、锁相环路的组成(zǔchénɡ)锁定(suǒdìnɡ)与跟踪的概念式中Ui是输入信号的幅度；ωi是载波角频率；θi(t)是以载波相位ωit为参考的瞬时相位。若输入信号是未调载波,θi(t)即为常数,是ui(t)的初始相位；若输入信号是角调制信号(包括调频调相),θi(t)即为时间(shíjiān)的函数。设输出信号式中Uo是输出信号的幅度；ωo是环内被控振荡器的自由振荡角频率,它是环路的一个重要参数；θo(t)是以自由振荡的载波相位ωot为参考的瞬时相位,在未受控制(kòngzhì)以前它是常数,在输入信号的控制(kòngzhì)之下,θo(t)即为时间的函数。图1-2(a)所示。从图上可以得到(dédào)两个信号的瞬时相位之差为输入信号频率与环路自由振荡频率之差,称为(chēnɡwéi)环路的固有频差。再令式中θ2(t)也是以ωot为参考的输出瞬时相位。利用(1-6)式*和(1-9)式可表示输入和输出信号的相位。由于有了共同(gòngtóng)的参考,就很便于比较。将(1-6)式和(1-9)式代入(1-3)式,得到环路的瞬时相位差图1-2输入(shūrù)信号和输出信号的相位关系捕获过程从输入信号加到锁相环路的输入端开始,一直到环路达到锁定(suǒdìnɡ)的全过程,称为捕获过程。一般情况,输入信号频率ωi与被控振荡器自由振荡频率ωo不同,即两者之差Δωo≠0。若没有相位跟踪系统的作用,两信号之*间相差图1-3捕获过程(guòchéng)中瞬时相差与瞬时频差的典型时间图锁定状态(zhuàngtài)捕获状态(zhuàngtài)终了,环路的状态(zhuàngtài)稳定在将此式代入输出(shūchū)信号表达式(1-2),得由上可知,在输入固定频率信号(xìnhào)的条件之下,环路进入同步状态后,输出信号(xìnhào)与输*入信号(xìnhào)之间频差等于零,相差等于常数,即四、环路的基本性能要求如上所述,环路有两种基本的工作状态。其一是捕获过程。评价捕获过程性能有两个(liǎnɡɡè)主要指标。一个是环路的捕获带Δωp,即环路能通过捕获过程而进入同步状态所允许的最大固有频差｜Δωo｜max。若Δωo>Δωp,环路就不能通过捕获进入同步状态。故另一个指标是捕获时间Tp,它是环路由起始时刻(shíkè)t0到进入同步状态的时刻(shíkè)ta之间的时*间间隔,即捕获时间Tp的大小除决定于环路参数之外,还与起始状态有关。一般情*况下输入起始频差越大,Tp也就越大。通常以起始频差等于Δωp,来计算最大捕获时间,并把它作为环路的性能指标之一。环路(huánlù)组成图1-4锁相环路的基本(jīběn)构成一、鉴相器鉴相器是一个相位比较装置(zhuāngzhì),用来检测输入信号相位θ1(t)与反馈信号相位θ2(t)之间的相位差θe(t)。输出的误差信号ud(t)是相差θe(t)的函数,即鉴相特性f［θe(t)］可以是多种多样的,有正弦形特性、三角形特性、锯齿形特性等等。常用的正弦鉴相器可用模拟相乘器与低通滤波器的串接作为模型,如图1-5(a)所示。图1-5正弦(zhèngxián)鉴相器模型设相乘器的相乘系数为Km［单位(dānwèi)为1／V］,输入信号ui(t)与反*馈信号uo(t)经相乘作用再经过低通滤波器(LPF)滤除2ωo成分(chéngfèn)之后,得到误差电压图1-6正弦(zhèngxián)鉴相器特性环路滤波器的电路(diànlù)模型压控振荡器的电路(diànlù)模型五锁相环路基本工作(gōngzuò)原理五锁相环路基本(jīběn)工作原理PLL环路在某一因素作用下，利用输入