锁相环教学讲义
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3、压控振荡器（VCO）
输入输出特性：
o(t)oK uc(t) K
压控灵敏度
3 锁相环的基本组成分析
3、压控振荡器（VCO）
例
O(t)22R1RR34CuUi(Zt)
令：
2R4 1
2R1R3CUZ
K
uc(t)ui(t)
则有： O(t)Kuc(t)
若当uc(t)为零或直流电压时，其固有振荡角频率为ωo,
使捕捉时间变长的主要原因。
(3) Δωi很大：Δωi远远大于环路滤波器的通频带和捕捉频带。 这时鉴相器输出的电压uD(t)不能通过环路滤波 器，滤波器的输出为零或保持不变，VCO的输出
频率也保持不变，环路处于失锁状态。
2. 跟踪过程
跟踪过程——已锁定的环路，若ωi（或o）发生变化时，则 VCO振荡角频率o跟踪ωi而变化，维持o=ωi
捕捉带（ΔωP）——能够由失锁进入锁定所允许的输入信号角频
率ωi偏离o的最大值|Δωi|(最大固有角频
差)
捕捉时间（τP）——捕捉过程所需要的时间。
当未加ui(t)时，VCO上没有控制电压，振荡角频率为o。
当加入恒定ωi的输入时→产生固有角频差Δωi= ωi-o，同时形
成瞬时相差φe(t) uD(t)
uD(t)
(a) 0
uD(t)
ωa
o
ΔωP
(捕捉带)
锁相环路（PLL） 及应 用
本章教学内容
1 锁相环路概述 2 锁相环的基本结构和工作原理 3 锁相环的基本组成分析 4 锁相环的环路模型 5 环路的捕捉与跟踪过程 6 锁相环的应用
教学重点
▪锁相环的构成及基本原理 ▪环路的锁定、捕捉和跟踪；环路的同步带 和捕捉带 ▪锁相环的数学模型
1 锁相环路概述 一 基本概念 二 应用概述
.3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）（续） （1）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）（续）
Amui(t)uo(t)AmU1mU2msin[iti(t)]coso[to(t)] 12AmU1mU2msin[iti(t)oto(t) 12AmU1mU2msin{it[i(t)][otot]}
即有： Amui(t)uo(t)1 2Am U1m U2msini{(o)t[i(t)o(t)]} 1 2Am U1m U2msin{i [(o)t[i(t)o(t)]}
2、环路滤波器（LF）（续） （1）RC积分滤波器
1
H ( j ) jC 1 1 R 1 jCR
jC
CR
H (s)
1
1 s
功能模型
3 锁相环的基本组成分析
2、环路滤波器（LF）（续） （2）无源比例积分滤波器
H ( j )
1 j C
R2
1 j C
R1
R2
1
1 j CR 2
j C R 1 R 2
外夜视瞄准设备中。
（9）在生物、医疗电子学中的应用 主要用于医疗仪表中，目前国外还提出用锁相理论来探讨癫痫病理，以寻找物理
治疗的方法等。
（10）计算机应用
在计算机系统中，时钟信号的产生电路中，采用锁相环技术，可根据系统的运行
状态，调节系统的时钟。
返回
2 锁相环的基本结构和工作原理
锁相环路（PLL）组成框图如下图所示：
则上式可写为 O (t)oK uc(t)
3 锁相环的基本组成分析
3、压控振荡器（VCO）（续）
▪ 在锁相环路中，压控振荡器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。
对 o(t)oK uc(t)
积分，得
t
t
o o(t)d t otK uc(t)dt
0
0
对应于式
u o ( t) U 2 m co o t s o ( t[ ) ] U 2 m co o s
锁相环 是一种自动相位控制（APC)电路（系统）。 返回
1 锁相环路概述
二 应用概述
（1） 在通信中的应用 主要用于短波、超短波发、收信机中的主振与本振源，有线通信中的载波供给，
微波卫星通信中的微波固态源与微波功率放大器，数字通信中的载波同步、码元同 步和网同步，以及上述各种通信系统中的调制与解调，电调与天调、自动频率微调 等系统中。 （2）在雷达中的应用
ωi而变 ，从而维持环路的锁定。此过程即为跟踪过程。
捕捉与跟踪是锁相环路的两种不同的自动调节过程。
.3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD） 2、环路滤波器（LF） 3、压控振荡器（VCO）
返回
3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）
▪ 常用的鉴相器有数字鉴相器、模拟鉴相器、抽样鉴相器等。 ▪ 作为原理分析，通常使用具有正弦鉴相特性的鉴相器。
▪ 两个功能： • 滤除误差信号中的高频分量及噪声； • 为锁相环路提供一个短期的记忆，如果系统由于瞬时 噪声而失锁，可确保锁相环路迅速重新捕获信号。
▪ 组成——电阻、电容和电感及运算放大器。
▪ 锁相环路中通常采用的滤波器电路 • RC积分滤波器 • 无源比例积分滤波器 • 有源比例积分滤波器
3 锁相环的基本组成分析
的锁定状态，这个过程就是跟踪过程。
跟踪带（ΔωH）——维持环路锁定所允许的最大固有角频差 |Δωi|称为锁相环路的同步带或跟踪带。
跟踪的基本原理与捕捉类似，跟踪范围也是有限的，它取决
于环路的控制频差。
要求： 捕捉带小于跟踪带——因为在捕捉过程中，由于环路滤 波器的存在，当固有角频差|Δωi|较大时，误差电压uD(t)将受到较 大衰减，此时环路的控制能力较差。
3、压控振荡器（VCO）
电压-频率变换器（有线性控制特性的调频振荡器）
▪ 在外加控制电压的作用下，输出信号频率按一定规律变化 的振荡电路。。
作用——使振荡频率向输入信号的频率靠拢，直至两者的频
率相同，使VCO输出信号的相位和输入信号的相位 保持某种关系，达到相位锁定的目的
3 锁相环的基本组成分析
压控振荡器输出的信号电压为：
i(t),o(t)
瞬时相位
u o ( t) U 2 m co o t s o ( t[ ) ] U 2 m co o s
式中， 0 是为压控振荡器在输入控制电压为零或为直流
电压时的振荡角频率，称为电路的固有振荡角频率。设乘
法器的增益系数为Am，则鉴相器（乘法器）的输出电压
= =
Kd0tsinΔi ωd ti=t。Δωi
t→鉴相器输出误差电压
显然，uD(t)是频率为Δωi的差拍电压。
(1) Δωi较小：这时由于Δωi在环路滤波器的通频带内，uD(t)的 基波分量能够顺利通过环路滤波器加到VCO
上，控制VCO的振荡频率向输入信号频率的方向
偏移，直到o=ωi，环路进入锁定状态。
将上式通过环路低通滤波器（LF),将其中的合频分量滤掉，保
留差频分量作为压控振荡器的输入控制电压 ud(t)，则ud(t)为：
3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）（续） （1）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）（续）
ud(t)1 2Am U 1m U2msini{t[i(t) ][oto(t)]} Kdsini{(o)t[i(t)o(t)]}
（7）在工矿企业中的应用 主要用于电网同步与频率变换（60Hz变成50Hz）、电机转速控制、可控硅整流器
通角控制；大型齿轮与抛物面天线加工精度的测量、大型振动平台支柱运动的同步， 地下流沙速度的测量、地层矿藏（石油、煤层）的普查以及地震预测等。
（8）在原子能、激光和红外系统中的应用 主要用于原子能加速器的同步、原子能电站反应堆应力形变监测、激光稳频和红
o(s)
i
(s)o(s)KdH(s)K
1 s
F(s)o(s) KdKH(s) i(s) sKdKH(s)
▪ 误差传输函数 F e(s)i((s s ))i(s)i (s)o (s)s K dK sH (s)
▪ 开环传输函数 Fo(s)o((ss))KdKsH(s)
1. 捕捉过程
——是锁相环路由起始的失锁状态进入锁定状态的过程。
锁定状态：
当失锁时，由鉴相器，环路滤波器，压控振荡器及反馈回路 完成一系列的调节后，最终达到的输入、输出同频并相位差 同步（锁定）的状态，即为锁定状态 捕捉过程：
锁相环路刚开始处于失锁状态．由失锁状态→锁定状态 的过程称为捕捉过程。
2 锁相环的基本结构和工作原理
跟踪过程：
当环路锁定后，由于某种原因引起ωi与o发生变化时（只 要变化不很大），环路通过自身的调节作用，可使o跟踪
K d (t) sin d (t)
o (t)
（3）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）的线性化
因 ud(t)K dsin d(t) 具有正弦特性
当 |d(t)|30 时，有 sind(t)d(t)
此时，鉴相特性为线性，即有：
ud(t)Kdd(t)
返回
3 锁相环的基本组成分析
2、环路滤波器（LF）
▪ 线性低通滤波器 锁相环路中通常采用一阶滤波器电路；有时需要较强地抑 制鉴相器输出中的交流分量时，也采用高阶滤波电路。
ui(t)
工作原理——锁相环是利用两个信号之间的相位误差来控制压 控振荡器输出信号的频率，最终使两个信号之间 的相位差保持恒定，从而达到使两个信号频率相 等的目的。
2 锁相环的基本结构和工作原理
工作过程中包含四个状态（过程）： 失锁状态：
锁相环路中，如果压控振荡器输出信号角频率o与输入信号角
频率ωi不相同时，则称锁相环路处于失锁状态
主要用于雷达的微波固态源，微波功率放大器、相共阵雷达的多相激励源、天 线自动跟踪与精密辅角偏转测量等系统中
（3）在导航设备中的应用 主要用于飞机、轮船和舰艇的导航定位监视系统中。
（4）在空间技术中的应用 主要用于卫星、导弹、火箭和飞船的测速定轨、测距与遥测数据获取系统中。
（5）在电视及高保真设备中的应用 主要用于电视机同步、门限扩展解调、色差副载波提取与色差信号的同步检波，
则有
t
o(t) K uc(t)dt
0
3 锁相环的基本组成分析
3、压控振荡器（VCO）（续）
t
o(t) K uc(t)dt
0
或 o(t)Kuc(t)/p
p为微分算子
▪ 改为拉氏变换形式
o(s)K
1 suc(s)
uc (s)
1
K
S
功能模型
o (s)
return
4 锁相环的环路模型
i
c
d
s
o
▪ 闭环传输函数
其中：
Kd 12AmU1mU2m
令
d (t) (io )t [i(t)o (t)]
则有：
ud(t)K dsin d(t)
表明 ud (t) 具有正弦特性。
3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）（续）
（2）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）的功能模型
i (t)
d (t)
K d (t) sin[]
1 CR 1
H (s)
1 s 2
2 CR
1
2
s
1
2
3 锁相环的基本组成分析
2、环路滤波器（LF）（续）
（3）有源比例积分滤波器
H ( j )
1 j C
R2
R1
1 j CR 2 j CR 1
H
1 CR
(s)
11
s 2
s 2 CR 2
1
返回
3 锁相环的基本组成分析
全国电视台的锁相连播同步系统，高保真度设备中的立体声多路解码（MPX）、频 率合成式调谐器、四声道解调器（CD-4）及走带电机速度控制系统中。
1 锁相环路概述
二 应用概述（续）
（6）在测量仪表中的应用 主要用于压表、微波网络分
析仪）、相位噪声测试仪、频谱分析仪、锁相计数器、阻抗测试仪、电平振荡器、 频偏仪、微波固态源、微波功率放大器以及微波相位调整器等仪表中。
1 锁相环路概述 一、基本概念（绪）
其中，当其输出信号频率与输入信号频率相同时，输出信号 与输入信号之间的相位差同步（相位差为0，或为常数）。 故称为锁相环路，简称为锁相环。
其中，频率相同是目的，相位同步（锁定）是手段。
（具体）：锁相环将输入信号（参考信号）与输出信号间的 相位进行比较，产生相位误差电压，来调整输出信号的相位， 最终达到：相位锁定，信号同频。
▪Φi(t)是输入信号的瞬时相位；φo(t)是压控振荡器反馈信号的瞬时相位
3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）（续）
模拟乘法器即为一种具有正弦鉴相特性的鉴相器。
（1）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）
设外界输入的信号电压为：
u i( t) U 1 m siitn i( t [ ) ] U 1 m sii n
(2) Δωi较大：这时Δωi超出环路滤波器的通频带，但仍在捕捉 频带内。这时uD(t)通过环路滤波器有较大衰减，
使控制电压uC(t)很小， o(t)不能立即变化到ωi。 经过多个差拍(ωi-o)周期，VCO振荡频率o(t)的 平均值逐步靠近ωi，最终o(t) =ωi，环路锁定。 频率牵引：通常将o(t)的平均值逐步靠近ωi的现象。它是
输入输出特性：
o(t)oK uc(t) K
压控灵敏度
3 锁相环的基本组成分析
3、压控振荡器（VCO）
例
O(t)22R1RR34CuUi(Zt)
令：
2R4 1
2R1R3CUZ
K
uc(t)ui(t)
则有： O(t)Kuc(t)
若当uc(t)为零或直流电压时，其固有振荡角频率为ωo,
使捕捉时间变长的主要原因。
(3) Δωi很大：Δωi远远大于环路滤波器的通频带和捕捉频带。 这时鉴相器输出的电压uD(t)不能通过环路滤波 器，滤波器的输出为零或保持不变，VCO的输出
频率也保持不变，环路处于失锁状态。
2. 跟踪过程
跟踪过程——已锁定的环路，若ωi（或o）发生变化时，则 VCO振荡角频率o跟踪ωi而变化，维持o=ωi
捕捉带（ΔωP）——能够由失锁进入锁定所允许的输入信号角频
率ωi偏离o的最大值|Δωi|(最大固有角频
差)
捕捉时间（τP）——捕捉过程所需要的时间。
当未加ui(t)时，VCO上没有控制电压，振荡角频率为o。
当加入恒定ωi的输入时→产生固有角频差Δωi= ωi-o，同时形
成瞬时相差φe(t) uD(t)
uD(t)
(a) 0
uD(t)
ωa
o
ΔωP
(捕捉带)
锁相环路（PLL） 及应 用
本章教学内容
1 锁相环路概述 2 锁相环的基本结构和工作原理 3 锁相环的基本组成分析 4 锁相环的环路模型 5 环路的捕捉与跟踪过程 6 锁相环的应用
教学重点
▪锁相环的构成及基本原理 ▪环路的锁定、捕捉和跟踪；环路的同步带 和捕捉带 ▪锁相环的数学模型
1 锁相环路概述 一 基本概念 二 应用概述
.3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）（续） （1）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）（续）
Amui(t)uo(t)AmU1mU2msin[iti(t)]coso[to(t)] 12AmU1mU2msin[iti(t)oto(t) 12AmU1mU2msin{it[i(t)][otot]}
即有： Amui(t)uo(t)1 2Am U1m U2msini{(o)t[i(t)o(t)]} 1 2Am U1m U2msin{i [(o)t[i(t)o(t)]}
2、环路滤波器（LF）（续） （1）RC积分滤波器
1
H ( j ) jC 1 1 R 1 jCR
jC
CR
H (s)
1
1 s
功能模型
3 锁相环的基本组成分析
2、环路滤波器（LF）（续） （2）无源比例积分滤波器
H ( j )
1 j C
R2
1 j C
R1
R2
1
1 j CR 2
j C R 1 R 2
外夜视瞄准设备中。
（9）在生物、医疗电子学中的应用 主要用于医疗仪表中，目前国外还提出用锁相理论来探讨癫痫病理，以寻找物理
治疗的方法等。
（10）计算机应用
在计算机系统中，时钟信号的产生电路中，采用锁相环技术，可根据系统的运行
状态，调节系统的时钟。
返回
2 锁相环的基本结构和工作原理
锁相环路（PLL）组成框图如下图所示：
则上式可写为 O (t)oK uc(t)
3 锁相环的基本组成分析
3、压控振荡器（VCO）（续）
▪ 在锁相环路中，压控振荡器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。
对 o(t)oK uc(t)
积分，得
t
t
o o(t)d t otK uc(t)dt
0
0
对应于式
u o ( t) U 2 m co o t s o ( t[ ) ] U 2 m co o s
锁相环 是一种自动相位控制（APC)电路（系统）。 返回
1 锁相环路概述
二 应用概述
（1） 在通信中的应用 主要用于短波、超短波发、收信机中的主振与本振源，有线通信中的载波供给，
微波卫星通信中的微波固态源与微波功率放大器，数字通信中的载波同步、码元同 步和网同步，以及上述各种通信系统中的调制与解调，电调与天调、自动频率微调 等系统中。 （2）在雷达中的应用
ωi而变 ，从而维持环路的锁定。此过程即为跟踪过程。
捕捉与跟踪是锁相环路的两种不同的自动调节过程。
.3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD） 2、环路滤波器（LF） 3、压控振荡器（VCO）
返回
3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）
▪ 常用的鉴相器有数字鉴相器、模拟鉴相器、抽样鉴相器等。 ▪ 作为原理分析，通常使用具有正弦鉴相特性的鉴相器。
▪ 两个功能： • 滤除误差信号中的高频分量及噪声； • 为锁相环路提供一个短期的记忆，如果系统由于瞬时 噪声而失锁，可确保锁相环路迅速重新捕获信号。
▪ 组成——电阻、电容和电感及运算放大器。
▪ 锁相环路中通常采用的滤波器电路 • RC积分滤波器 • 无源比例积分滤波器 • 有源比例积分滤波器
3 锁相环的基本组成分析
的锁定状态，这个过程就是跟踪过程。
跟踪带（ΔωH）——维持环路锁定所允许的最大固有角频差 |Δωi|称为锁相环路的同步带或跟踪带。
跟踪的基本原理与捕捉类似，跟踪范围也是有限的，它取决
于环路的控制频差。
要求： 捕捉带小于跟踪带——因为在捕捉过程中，由于环路滤 波器的存在，当固有角频差|Δωi|较大时，误差电压uD(t)将受到较 大衰减，此时环路的控制能力较差。
3、压控振荡器（VCO）
电压-频率变换器（有线性控制特性的调频振荡器）
▪ 在外加控制电压的作用下，输出信号频率按一定规律变化 的振荡电路。。
作用——使振荡频率向输入信号的频率靠拢，直至两者的频
率相同，使VCO输出信号的相位和输入信号的相位 保持某种关系，达到相位锁定的目的
3 锁相环的基本组成分析
压控振荡器输出的信号电压为：
i(t),o(t)
瞬时相位
u o ( t) U 2 m co o t s o ( t[ ) ] U 2 m co o s
式中， 0 是为压控振荡器在输入控制电压为零或为直流
电压时的振荡角频率，称为电路的固有振荡角频率。设乘
法器的增益系数为Am，则鉴相器（乘法器）的输出电压
= =
Kd0tsinΔi ωd ti=t。Δωi
t→鉴相器输出误差电压
显然，uD(t)是频率为Δωi的差拍电压。
(1) Δωi较小：这时由于Δωi在环路滤波器的通频带内，uD(t)的 基波分量能够顺利通过环路滤波器加到VCO
上，控制VCO的振荡频率向输入信号频率的方向
偏移，直到o=ωi，环路进入锁定状态。
将上式通过环路低通滤波器（LF),将其中的合频分量滤掉，保
留差频分量作为压控振荡器的输入控制电压 ud(t)，则ud(t)为：
3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）（续） （1）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）（续）
ud(t)1 2Am U 1m U2msini{t[i(t) ][oto(t)]} Kdsini{(o)t[i(t)o(t)]}
（7）在工矿企业中的应用 主要用于电网同步与频率变换（60Hz变成50Hz）、电机转速控制、可控硅整流器
通角控制；大型齿轮与抛物面天线加工精度的测量、大型振动平台支柱运动的同步， 地下流沙速度的测量、地层矿藏（石油、煤层）的普查以及地震预测等。
（8）在原子能、激光和红外系统中的应用 主要用于原子能加速器的同步、原子能电站反应堆应力形变监测、激光稳频和红
o(s)
i
(s)o(s)KdH(s)K
1 s
F(s)o(s) KdKH(s) i(s) sKdKH(s)
▪ 误差传输函数 F e(s)i((s s ))i(s)i (s)o (s)s K dK sH (s)
▪ 开环传输函数 Fo(s)o((ss))KdKsH(s)
1. 捕捉过程
——是锁相环路由起始的失锁状态进入锁定状态的过程。
锁定状态：
当失锁时，由鉴相器，环路滤波器，压控振荡器及反馈回路 完成一系列的调节后，最终达到的输入、输出同频并相位差 同步（锁定）的状态，即为锁定状态 捕捉过程：
锁相环路刚开始处于失锁状态．由失锁状态→锁定状态 的过程称为捕捉过程。
2 锁相环的基本结构和工作原理
跟踪过程：
当环路锁定后，由于某种原因引起ωi与o发生变化时（只 要变化不很大），环路通过自身的调节作用，可使o跟踪
K d (t) sin d (t)
o (t)
（3）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）的线性化
因 ud(t)K dsin d(t) 具有正弦特性
当 |d(t)|30 时，有 sind(t)d(t)
此时，鉴相特性为线性，即有：
ud(t)Kdd(t)
返回
3 锁相环的基本组成分析
2、环路滤波器（LF）
▪ 线性低通滤波器 锁相环路中通常采用一阶滤波器电路；有时需要较强地抑 制鉴相器输出中的交流分量时，也采用高阶滤波电路。
ui(t)
工作原理——锁相环是利用两个信号之间的相位误差来控制压 控振荡器输出信号的频率，最终使两个信号之间 的相位差保持恒定，从而达到使两个信号频率相 等的目的。
2 锁相环的基本结构和工作原理
工作过程中包含四个状态（过程）： 失锁状态：
锁相环路中，如果压控振荡器输出信号角频率o与输入信号角
频率ωi不相同时，则称锁相环路处于失锁状态
主要用于雷达的微波固态源，微波功率放大器、相共阵雷达的多相激励源、天 线自动跟踪与精密辅角偏转测量等系统中
（3）在导航设备中的应用 主要用于飞机、轮船和舰艇的导航定位监视系统中。
（4）在空间技术中的应用 主要用于卫星、导弹、火箭和飞船的测速定轨、测距与遥测数据获取系统中。
（5）在电视及高保真设备中的应用 主要用于电视机同步、门限扩展解调、色差副载波提取与色差信号的同步检波，
则有
t
o(t) K uc(t)dt
0
3 锁相环的基本组成分析
3、压控振荡器（VCO）（续）
t
o(t) K uc(t)dt
0
或 o(t)Kuc(t)/p
p为微分算子
▪ 改为拉氏变换形式
o(s)K
1 suc(s)
uc (s)
1
K
S
功能模型
o (s)
return
4 锁相环的环路模型
i
c
d
s
o
▪ 闭环传输函数
其中：
Kd 12AmU1mU2m
令
d (t) (io )t [i(t)o (t)]
则有：
ud(t)K dsin d(t)
表明 ud (t) 具有正弦特性。
3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）（续）
（2）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）的功能模型
i (t)
d (t)
K d (t) sin[]
1 CR 1
H (s)
1 s 2
2 CR
1
2
s
1
2
3 锁相环的基本组成分析
2、环路滤波器（LF）（续）
（3）有源比例积分滤波器
H ( j )
1 j C
R2
R1
1 j CR 2 j CR 1
H
1 CR
(s)
11
s 2
s 2 CR 2
1
返回
3 锁相环的基本组成分析
全国电视台的锁相连播同步系统，高保真度设备中的立体声多路解码（MPX）、频 率合成式调谐器、四声道解调器（CD-4）及走带电机速度控制系统中。
1 锁相环路概述
二 应用概述（续）
（6）在测量仪表中的应用 主要用于压表、微波网络分
析仪）、相位噪声测试仪、频谱分析仪、锁相计数器、阻抗测试仪、电平振荡器、 频偏仪、微波固态源、微波功率放大器以及微波相位调整器等仪表中。
1 锁相环路概述 一、基本概念（绪）
其中，当其输出信号频率与输入信号频率相同时，输出信号 与输入信号之间的相位差同步（相位差为0，或为常数）。 故称为锁相环路，简称为锁相环。
其中，频率相同是目的，相位同步（锁定）是手段。
（具体）：锁相环将输入信号（参考信号）与输出信号间的 相位进行比较，产生相位误差电压，来调整输出信号的相位， 最终达到：相位锁定，信号同频。
▪Φi(t)是输入信号的瞬时相位；φo(t)是压控振荡器反馈信号的瞬时相位
3 锁相环的基本组成分析
1、鉴相器（PD）（续）
模拟乘法器即为一种具有正弦鉴相特性的鉴相器。
（1）正弦波鉴相器（基于模拟乘法器）
设外界输入的信号电压为：
u i( t) U 1 m siitn i( t [ ) ] U 1 m sii n
(2) Δωi较大：这时Δωi超出环路滤波器的通频带，但仍在捕捉 频带内。这时uD(t)通过环路滤波器有较大衰减，
使控制电压uC(t)很小， o(t)不能立即变化到ωi。 经过多个差拍(ωi-o)周期，VCO振荡频率o(t)的 平均值逐步靠近ωi，最终o(t) =ωi，环路锁定。 频率牵引：通常将o(t)的平均值逐步靠近ωi的现象。它是