锁相环初探 ——一定要看小结哦!!!

前言

工程实训,无意间问老师什么是锁相环?结果被骂回来。惨啊!自己探索出来的,有什么纰漏,还望见谅。

一、锁相环是什么?

锁相环(PLL),就是为了锁定频率的,它能使受控振荡器的频率和相位均与输入参考信号保持同步。说白了,就例如,我要让别人和我保持一样的生活作息。它是一个以相位差为控制对象的反馈控制系统,是将参考信号与受控振荡器输出信号之间的相位进行比较,产生相位差电压来调整受控振荡器输出信号的相位,从而使受控振荡器的输出频率与参考信号保持一致。(反馈控制:可以理解为高中生物中的的负反馈调节)在两者频率相同而相位并不完全相同的情况下,两个信号之间的相位差能稳定在一个很小的范围里。(就是使外部晶振产生的信号与需要的信号匹配,提供时钟的控制)
在这里插入图片描述

借大佬的图

二、基本构成

1.鉴相器(PFD)

鉴相器:检测输入信号和输入信号的相位差。当两者的频率相同、相位不同时,鉴相器将输出误差信号,经过环路滤波器输出控制信号去控制压控振荡器(VCO),使其输出的频率与参考信号一致,而相位相差一个预定值。这个预定值就是恒定相位差(稳态相位差),此稳态相位差经鉴相器转变为直流误差信号,通过环路滤波器(低通滤波)过滤掉,控制VCO的输出频率和参考信号频率一致。
在这里插入图片描述

2.环路滤波器

环路滤波器从实质上讲也是低通滤波,其作用主要是滤除鉴相器输出误差电压中的高频及
干扰成分,得到控制电压U,因为控制电压U是决定VCO工作频率的电压,因此它的变化对锁相环路的性能参数有很大的影响。

3.压控振荡器

压控振荡器(VCO)是锁相环的被控对象。压控振荡器是一个电压——频率变换装置,在环路中作为频率可调振荡器,其振荡频率应随输入控制电压线性变化。

三.锁相环要控制的三大要素

相位噪声
要尽量降低相位噪声,因为相位噪声过高,会使得锁相环的效率降低,甚至完全无法工作。相噪值的计算公式:MKR Noise = MKR Value - 10log RBW。
参考杂散
锁相环中最常见的杂散信号就是参考杂散,这些杂散信号会由于电荷泵源电流与汇电流的失配、电荷泵漏电流。
锁定时间
锁相环从一个指定频率跳转到另一个指定频率(在给定的频率误差范围内)所用的时间就是锁定时间。

四.小结

其实说了这么多,大部分大家在网上都可以找到更好的讲解。那我就分享一下我个人理解的锁相环。
我感觉把锁相环三个字分开来更好理解。
锁:锁定
锁定什么?
锁定频率和相位,使得外界的输入信号锁定到和参考信号一致。这样才能完成后序的工作。

相:相位
谁的相位?
输入信号的相位

环:环路
因为不可能一次就可以完美的把输入信号与参考信号匹配完成,所以需要在环路进行不停地调整,因为鉴相器输出的误差电压总是在某一范围内摆动。这个误差电压通过环路滤波器变成控制电压加到压控振荡器上,使压控振荡器的频率趋向于参考信号的频率 ,直到压控振荡器的频率变化到与输入参考信号的频率相等,并满足一定条件,环路就在这个频率上稳定下来。两个频率之间的相位差不随时间变化而是一个恒定的常数,这时环路就进入“锁定”状态。

鉴相器详讲:https://blog.csdn.net/qq_38496973/article/details/108342879?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161718639616780266275284%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=161718639616780266275284&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2allsobaiduend~default-2-108342879.pc_search_result_hbase_insert&utm_term=%E9%89%B4%E7%9B%B8%E5%99%A8

滤波器详讲:https://blog.csdn.net/qq_42113899/article/details/89060804?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161719304016780269871548%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=161719304016780269871548&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2allfirst_rank_v2~rank_v29-3-89060804.pc_search_result_hbase_insert&utm_term=%E7%8E%AF%E8%B7%AF%E6%BB%A4%E6%B3%A2%E5%99%A8

压控振荡器详讲:https://blog.csdn.net/xutonghuang1986/article/details/5691085?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161719310916780357279192%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=161719310916780357279192&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2allsobaiduend~default-11-5691085.pc_search_result_hbase_insert&utm_term=%E5%8E%8B%E6%8E%A7%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E5%99%A8
更深入的学习还在继续,有什么新知识,再分享。
大佬的文章收益匪浅哦
http://www.360doc.com/content/16/0601/20/33813117_564266468.shtml

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_51073127/article/details/115359858
今日推荐