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频率(pínlǜ)合成2、频率(pínlǜ)间隔(频率(pínlǜ)分辨率)指两个相邻频率(pínlǜ)(或信道)之间的最小间隔,又称为分辨率或频道步进间隔。不同用途的频率(pínlǜ)合成器,对频率(pínlǜ)间隔的要求是不相同的。4、频率稳定度与准确度频率稳定度:规定时间(shíjiān)内频率合成器输出频率偏离标称值的程度。频率准确度:实际工作频率与其标称值之间的偏差。频率合成器的频稳度取决于参考频率的频稳度。6.2频率合成的基本(jīběn)方法锁相频率(pínlǜ)合成法(单环)单环锁相频率(pínlǜ)合成器存在的问题:直接(zhíjiē)数字频率合成器DDSDDS的组成(zǔchénɡ)框图锁相与DDS频率(pínlǜ)合成法的特点:PLL与频率(pínlǜ)反馈系统(AFC)的区别设输入(shūrù)参考信号为:锁定(suǒdìnɡ)后,两信号之间的相位差为一固定的稳态值,称为剩余相差。即:剩余相差为常数是相位锁定(suǒdìnɡ)的标志2、PLL的相位(xiàngwèi)模型和环路方程正弦(zhèngxián)鉴相器的鉴相特性环路滤波器:滤除PD输出(shūchū)误差电压Ud(t)的高频成分和噪声,增加系统的稳定性(a)时域模型(b)频域模型环路滤波器一般是低通电路,由线性元件组成压控振荡器特性:VCO是振荡频率受控制电压Uc(t)控制的振荡器。即:Ko是特性曲线斜率(xiélǜ),表示单位控制电压可使VCO角频率变化的数值,又称为压控灵敏度或增益系数,单位为[rad/V·s]。由于VCO的输出对鉴相器起作用的不是瞬时角频率而是它的瞬时相位,即:VCO的输出相位:可见,VCO在锁相环路中起了一次理想积分(jīfēn)作用,也称它为环路中的固有积分(jīfēn)环节。用微分算子表示的数学模型为:环路的相位(xiàngwèi)模型和方程瞬时角频差:瞬时相差随时间变化率。表示VCO振荡角频率偏离(piānlí)输入信号角频率的数值。控制角频差:表示VCO在控制电压Uc(t)作用下,产生的振荡角频率偏离(piānlí)Wo的数值。输入固有角频差:输入信号相位随时间的变化率。表示输入信号角频率偏离(piānlí)VCO的Wo的数值。PLL相位(xiàngwèi)锁定的矢量分析当二个矢量达到等速旋转时,二个频率相等,则相位误差的变化必满足:d/dt=0或-2n∏≈0这是相位锁定的数学含义此时为常数,一般用或表示称剩余相差(xiānɡchà)或稳态相差(xiānɡchà)。若不满足以上关系式,称环路处于失锁状态。PLL的捕捉与同步(跟踪(gēnzōng))概念评价捕捉(bǔzhuō)过程的性能指标(2)同步过程设起始t<to时,环路已处于锁定状态,而从to时刻开始,出现(chūxiàn)PD的二个输入信号频率不相等(失锁)的情况。只要二个频率之间偏离变化不超过一定范围,环路就有维持锁定的能力,即VCO的输出频率可跟踪环路输入频率变化。这种跟踪变化的过程称为环路的同步过程。评价同步(tóngbù)过程的性能指标PLL概念(gàiniàn)小结理想鉴相器的输出电压与二个输入信号的相位差成正比。模拟鉴相器:输入可以(kěyǐ)是各种模拟信号,适用于模拟锁相环。较多用于锁相解调。数字鉴相器:输入必须是数字信号,适用于数字锁相环,鉴相灵敏度比模拟PD高。较多用于频率合成器。(1)模拟鉴相器:由模拟乘法器和低通电路构成。如图所示:设鉴相器输入信号ui就是参考信号ur,VCO的输出信号频率为ω0则:uo(t)=Uocos[ω0t+θ2(t)]ur(t)=Urcos[ωrt+θ1(t)]将uo(t)与ur(t)相乘(xiānɡchénɡ),环路锁定(ωr=ω0)时可得:u(t)=(1/2)KUoUr[cos(θ1(t)-θ2(t))+cos(2ω0t+θ1(t)+θ2(t))]经低通滤波器滤除2ω0分量,可得ud(t)=KdF(0)cos[θ1(t)-θ2(t)]=KdF(0)cosθe(t)显然,模拟鉴相器是余弦鉴相特性(P132图6.10)(2)数字鉴相器常用异或门、R-S触发(chùfā)器及边沿触发(chùfā)等组成数字鉴相器。教材P133图6.11的数字鉴相器环路(huánlù)滤波器(LF)压控振荡器(VCO)实际变容(biànrónɡ)管VCO电路(2)集成压控振荡器常用(chánɡyònɡ)的集成VCO有:LM566、5G8038、XR-2206、MC1648等LM566:低频压控振荡器(8脚),用于调频或FSK调制。MC1648:可方便地组成225MHz以内的压控振荡器。XR-2206:可用于FSK调制。5