锁相技术 第二版 课后答案 第二章 环路跟踪性能
测试技术(第二版)课后复习题答案_
1- 1府轉质个职躺切齢肆帥静!耶个职臨号！饷腮i 普各狀啊酿?解：（1） 瞬变信号-指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。
（2） 准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离散 性。
（3） 周期信号，因为各简谐成分的频率比为有理数，其频谱具有离散性、 谐波性和收敛性。
解：x （t ）=sin2 f °t 的有效值（均方根值）：1- 3用鯉帧躺三騒殊开捅姉朋开丸耦茫械価1・川般认胖錠乩解：周期三角波的时域数学描述如下：1-2求信号工仁）7“ 2町山的有效值（均方根值）^ =xrmsI — To x 2 (t)dt'■■.'T o 0()：° sin 2 2 f o t dt1------ sin 4 f o t 4 f 0T)T o1■；' 2To(ToT o2 x(t)0 tT 0 2T o x(t nT o )(1)傅里叶级数的三角函数展开：b n 1 T o /2 T oT o / 2 T o /2T o T o /2 4 T o /2 T o4 2 n2 5 2 T o /2(1 T o /2a。
an 2n2x(t)dt2 T o/2T 00 (1—t)dt T o x(t)cos n o t dt 2t)cos n o t dt T on 1,3,5, T o则 x(t)sin n x(t)sin n o t dt n 2,4,6,，式中由于x(t)是偶函数，sinn o t 是奇函数， o t 也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于 o 。
故b n 0。
因此，其三角函数展开式如下: x(t)12 cos nn 1n0t41 匕 2sin(n ot n 1 n2)(n=1,3, 5,…)其频谱如下图所示：A())1 2l()J4 22 '41 2 3 49 24 25 213 0 5 03 0 5 0(2)复指数展开式复指数与三角函数展开式之间的关系如下：故有I nC N =-b n /21 A 1 A n = a n2 2 arctg ( “) a n1 21 V a ! b ：4 I m C nR e C nC 0 IA onarctg3oI m C nR e C n1 2 A 1arctg (电)a nR e C N =31/22. 2 n 2 sin 2 22 2 2n 0n 1,3,5, n 2,4,6,a o C n-5 0-3 0 - 0 0------------------------ ko 3 o 5 o实频谱 j i R e C n1 2 222 9 225 22 25 2-5 0-3 o - o 0虚频谱 o 3 o 5 o双边幅频谱 f |C n2 25 22 9 2 225 2-5 o -3 o - o o双边相频谱1-4求三角形窗函数｛图J22）的频谱［井作频谱Kkt用傅里叶变换求频谱。
锁相技术课后答案
一、简答1、什么是时钟频率稳定度？分别说说RC振荡器、osc（这个中文怎么说来着，突然失忆~）、恒温osc、铷钟铯钟的频率稳定度各是多少？2、锁相环由哪几部分组成，分别简单说明并画出锁相环框图。
二、PFD鉴相器工作原理及实现方法。
（电路图我就不画了）三、1、锁相环锁定状态的数学模型是什么？在此状态下的相位传输函数和误差传输函数分别是什么？2、同步范围、拉出范围、捕捉范围、锁定范围具体含义是什么？并说明它们之间的相互关系。
四、（晕~实在想不起来了。
等想起来了再说）五、设计f=（N1V+N2）f1的分频器。
说明工作原理及其实现方法。
六、设计f=6.5f1（f1是参考频率，下标其实是ref）。
说明工作原理。
七、说明希尔伯特变换鉴相器的工作原理及其实现方法。
八、综合题用下面给出的器件，选择合适的器件，设计一个锁相环，要求频率可调。
绘出波形图，说明工作原理。
给出频率分辨率的值。
鉴相器：JK鉴相器、PFD鉴相器环路滤波器：无源超前滞后滤波器、有源超前滞后滤波器压控振荡器VCO分频器：自选。
一、选择题1、对锁相环路起作用的是：（）①输入瞬时相位；②输入信号频率；③输入信号幅度2、不论采用何种滤波器的二阶环路其闭环频率响应具有：（）①高通特性；②低通特性；③带通特性二、判断题（正确的打+，不正确的打-）1、锁相环路是实现信号相位自动控制的系统。
（）2、全数字锁相环一般由数字鉴相器、RC积分滤波器、数字压控振荡器构成。
（）三、填充题1、锁相环路的频率响应含义为：________________.2、辅助捕获的方法有：________、________、________、________等。
3、采用单环锁相频率合成器，其输入其准频率fi=100kHz，程序分频器分频比为1234，则环路锁定时输出信号频率为________________.四、简答题1、试述T4044数字鉴频鉴相器的鉴相工作原理。
2、相对于输入信号而言，锁相环路为何等效为一个带通滤波器？它于一般的带通滤波器有何不同？五、综合题1、已知一阶环的Ud＝2V，Ko=15kHz/v，ωo/2π=2MHz.问当输入频率分别为1.98MHz 和2.04MHz的载波信号时，环路能否锁定？稳定相差多大？2、采用有源比例积分滤波器的窄带载波跟踪环路，其环路噪声带宽BL=18Hz，τ1=2630s，τ2=0.0834s，试确定：（1）环路阻尼系数ζ与环路自然角频率ωn；（2）环路增益K；（3）如选择电容C=0.33μF，确定R1，R2.。
锁相技术名词解释、简答题和计算公式
名词解释和简答题整理第一章锁相环路的基本工作原理：1.锁相环（PLL）---锁相环是一个能够跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统。
2.捕获带：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。
3.同步带：锁相环路能够保持锁定状态所允许的最大固有频差｜Δωo｜max。
4.快捕带：保证环路只有相位捕获一个过程的最大固有频差值｜Δωo｜max。
5.输入信号频率与环路自由振荡频率之差，称为环路的固有频率环路固有角频差：输入信号角频率ωi与环路自由振荡角频率ωo之差。
瞬时角频差：输入信号频率ωi与受控压控振荡器的频率ωv之差。
控制角频差：受控压控振荡器的频率ωv与自由振荡频率ωo之差。
三者之间的关系：瞬时频差=固有频差-控制频差。
6.鉴相器是一个相位比较装置，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u d(t)是相差θe(t)的函数。
7.锁相环路由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三个主要部件构成；其独特的性能有载波跟踪特性、调制跟踪特性和低门限特性。
8.环路滤波器---即低通滤波器，滤除鉴相器输出电压中的高频分量，起平滑滤波的作用，提高环路的稳定性。
9.压控振荡器---压控振荡器是一个电压-频率变换装置,它的振荡频率应随输入控制电压u c(t)线性地变化。
10.环路的动态方程：pθe(t)= pθ1(t)-K o U d F（p）sin θ1(t)11.相平面：将瞬时频差与瞬时相差的关系在平面直角坐标系中所做的图。
相点：是相平面上相轨迹上的一个点，表示环路在某一时刻的状态。
12.如果锁相环路的起始状态处于不稳定平衡点时，环路自身没有能力摆脱这种状态，只有依靠外力（噪声或人为扰动）才能使环路偏离这个状态而进行捕获；所以一旦遇到这种情况就可能出现在不稳定平衡状态的滞留，致使捕获过程延长。
这种现象称为锁相环路的延滞现象。
13.环路固有频差Δωo大于环路增益K，锁相环路处于失锁差拍状态，被控振荡器未被输入信号锁定；但是由于锁相环路的控制作用，使锁相环路的平均频率向输入信号频率方向牵引。
锁相技术第3章 锁相环的跟踪性能(锁定性能)
12太K1小1 ，可导知致：系1 不统能稳过定大性，差
。
另外，从零极点的角度来说第 二个极点 1 ，（第一个极点在
0 处）1越小，图3.2中幅频
曲线的拐点也就越早，这样幅频
曲线与横坐标的交点也越早，这
样相位余量也就越大，所以将第
二个极点前移，将能改善环路的
稳定性。
13
，
T
1
1
Ho(
j)
K (1 j 2 ) ( j)21
1 R1C 2 R2C
-40dB/10倍频程
-20dB/10倍频程
T
K 2 1
20 lg Ho ( j)
20 lg K 20lg
1
1 ( 2 )2 40 lg
ArgHo ( j) arc tan( 2 ) 180
-40dB/10倍频程
0 0.1 1
10
ArgHo ( j)
T
K 1
102
10 3
104
0 0.1 1
- 90
1
1
10
102
10 3
104
-180
相频特性一直滞后，增益临界频
率 T 越大，相位余量 越小，
为了保证足够的相位余量，1 1
尽量小，即 1 尽量大，但由第二
章 否则
1
1
1 2
2
0 0.1 1
10
102
10 3
104
- 90
-180
16
T
，
1
2
(，T 2 )2 1
[（T 1 2 )]2 1
20 lg Ho ( jT ) 0
锁 相 技 术 第1章
《 锁相技术》
第1节 锁定与跟踪的概念
锁相环路 (PLL) 是一个相位跟踪系统 , 方框表示如 图1-1(a)。设输入信号
ui (t ) U i sin[i t i (t )]
(1-1)
图1-1 相位跟踪系统框图 《 锁相技术》
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)即为时间的函数。设输出信号
《 锁相技术》
第2节 环路组成
锁相环路为什么能够进入相位跟踪 , 实现输出与输 入信号的同步呢？因为它是一崐个相位的负反馈控制 系统。这个负反馈控制系统是由鉴相器 (PD) 、环路滤 波器 (LF) 和电压控制振荡器 (VCO)* 三个基本部件组成 的,基本构成如图1-4。
《 锁相技术》
图1-4 锁相环路的基本构成
i t i (t ) ot (i o )t i (t ) o i o
(1-4) (1-5)
《 锁相技术》
为输入信号频率与环路自由振荡频率之差 , 称为环 路的固有频差。 再令
1 (t ) ot i (t )
(1-6)
为输入信号以ωot为参考的瞬时相位,因此,(1-4)式可 以改写为
《 锁相技术》
再经过低通滤波器(LPF)滤除2ωo成分之后,得到误 差电压
1 ud (t ) K mU iU o sin[1 (t ) 2 (t )] 2 1 K mU iU o 2
ud (t ) U d sin e (t )
(1-16)
锁相环基本概念PPT课件
ui(t)
PD ud(t) LF
uc(t) VCO
uo(t)
uf(t)
PLL
图1.2.1 基本锁相环组成
实际使用的锁相环还可能包含放大器、混频器、分 频器、滤波器等部件,但这些部件不影响锁相环的工 作原理,可不予考虑。
u(t) VCO
uf(t)
PLL
uo(t)
图1.2.1 基本锁相环组成
ui(t)
PD
ud(t) LF
uc(t) VCO
uo(t)
uf(t)
PLL
图1.2.1 基本锁相环组成
在锁相环中,PD是控制器,VCO是控制对象,LF是校 正网络,基本锁相环中反馈网络的传递函数为1。反 馈网络的传递函数为1 的环路称为单位反馈环,它的 反馈信号等于输出信号,反馈量等于输出量。在本 书中,无特殊说明的锁相环皆是单位反馈环。
由图可见,锁相环是一个反馈系统(闭环控制系统) 。 基本锁相环是一个全反馈系统,因为uf(t)=uo(t) 。
PD对输入信号ui(t)和反馈信号uf(t)的相位作比较, 其输出信号可表示为
ud(t)=f[θe(t)]
(1.2.1)
式中θe(t)是输入信号和反馈信号的相位差,f[·]表 示运算关系。
2021/6/19
12
LF是一个线性低通网络,用来滤除ud(t)中的高频成分 和调整环路参数,它对环路的性能指标有重要影响。 它的输出uc(t)被用来控制VCO的频率和相位。常 称ud(t)为误差信号,uc(t)为控制信号,它们之间的关 系为 uc(t)=F(p)ud(t)…(1.2.2)
式中p为微分算子,F(p)为LF的传输算子。
到70年代,随着集成电路技术的发展,逐渐出现了集成 的环路部件、通用单片集成锁相环路以及多种专用 集成锁相环路,这就为锁相技术在更广泛的领域应用 提供了条件,从而使锁相技术得到了广泛的应用。
锁相习题解答
(t) 8106t (rad / s) 时， 、 n 要求环路稳态相差e () 0.5rad 。问环
路参数 、n 应如何选择？ 解：采用有源比例二阶环，输入频率斜升信号的斜率为
R d (t) 8106 (rad / s2 )
dt
要求环路稳态相差：e ()
2 446600 248.（6 rad/s）； 1
45.4
2
K（ 1
2
1 K
）
K 很高，为高增益二阶环
1 K
0.00000036 2 ，
2 K 0.125 248.6=15.5
2 1
2
H (c)
s
s(2n
n2 K
)
n2
s2 2ns n2
环路增益 K Ud K0 0.63 2 20K 2 12.6krad/s
环路锁定时，固有频差等于控制频差，即 0＝控制 2 10 krad/s =
f0 2.5MHz ，0 = 2 2500K rad/s
固有频差 0 i 0
i 0 0 = 2 2500k+ 2 10K = 2 2510k = 5.02 106 rad/s
R n2
0.5 ，
n2
R 0.5
8106 4000(rad / s）， 可以取 0.707 。 0.5
2-9 若一锁相环路的截止频率 c 103 rad / s ，输入信号为
ui (t) Ui sin[106 t 2sin(102 t i )] ，问： （a） 环路处于调制跟踪还是载波跟踪状态，为什么？ （b） 若 c 降至 10rad/s，环路处于什么状态? 解：
锁相技术
设输出信号为：uo (t) Uo cos[ot o (t)]
PLL内部VCO的 自由振荡角频率
是在输入信号控制下，
相对于 ot的瞬时相位，
是时间 t 的函数。
锁相环路中，输入信号 ui (t) 对环路的作用是 在它的瞬时相位 i (t) i (t) 的作用下，改变输出 信号 uo (t) 的瞬时相位 o (t) o (t) ，所以对于锁相 环路来说，更关心的是它的输入和输出信号的相
不为零
数值很小 的量，但
不为零
这一过程所用的时间为捕获时间 TP
《 锁相技术》
第1章 锁相环路的基本工作原理
捕获过程中瞬时相差与瞬时频差的典型时间图分析
．
《 锁相技术》
第1章 锁相环路的基本工作原理
三、锁定状态
环路锁定状态（同步状态）的条件：
e((tt))
(t) 2n e
K0 p
整理得到：pe (t) p1(t) KoUd F ( p)sine(t)
uc (t)
环路的动态方程：
K KoUd
pe (t) p1(t) KF ( p)sine(t)
K K0Ud 为环路增益
《 锁相技术》
第1章 锁相环路的基本工作原理
锁相环路动态方程的物理概念解释：
第1章 锁相环路的基本工作原理
环路的瞬时相位差：（矢量表示方法如图所示）
e (t) 1(t) 2(t)
输入信号的 瞬时角频率
输出信号的 瞬时角频率
环路瞬时频差：
de (t)
dt
1(t)2 (t)
(t)
e (t)
《锁相技术第章》课件
优化方法
通过调整环路带宽和相位裕量 ，可以提高线性范围和降低失
真性能。
04
锁相环路的设计与实现
设计步骤与注意事项
设计步骤 确定系统性能指标：包括锁定时间、跟踪精度、噪声抑制等。
选择合适的鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设计步骤与注意事项
计算相关参数：如环路带宽、滤波器阶数等。 搭建电路并测试性能。
仿真验证法
利用仿真软件模拟环路行为，验证环路设计 的正确性。
测试系统搭建与性能评估
测试系统搭建
性能评估指标
根据锁相环路的特性，搭建相应的测试系 统，包括信号源、示波器、频谱分析仪等 。
设定环路性能评估指标，如锁定时间、跟 踪精度、噪声性能等。
测试步骤
性能评估
按照设定的测试步骤，对环路进行测试， 记录测试数据。
数字化与软件化
01
随着技术的发展，锁相技术正朝着数字化和软件化的方向发展
，提高集成度和灵活性。
高性能与低成本
02
追求高性能的同时降低成本是锁相技术的重要发展趋势，以满
足更广泛的应用需求。
多功能与智能化
03
未来的锁相技术将具备更多的功能和智能化特性，如自适应滤
波、自动校准等。
THANKS
感谢观看
跟踪范围与动态响应
跟踪范围
指锁相环路能够跟踪的 输入信号频率范围。
动态响应
指锁相环路对输入信号 频率变化的响应速度。
影响因素
跟踪范围和动态响应受 到环路带宽、相位裕量
和阻尼系数的影响。
优化方法
通过调整环路带宽和相 位裕量，可以提高跟踪
范围和动态响应。
噪声性能
自动控制原理第二版课后答案第二章精选全文完整版
x kx ，简记为
y kx 。
若非线性函数有两个自变量，如 z f (x, y) ，则在
平衡点处可展成（忽略高次项）
f
f
z xv
|( x0 , y0 )
x y |(x0 , y0 )
y
经过上述线性化后，就把非线性关系变成了线性 关系，从而使问题大大简化。但对于如图（d）所示的 强非线性，只能采用第七章的非线性理论来分析。对于 线性系统，可采用叠加原理来分析系统。
Eb (s) Kbsm (s)
Js2 m(s) Mm fsm(s)
c
(s)
1
i
m
(s)
45
系统各元部件的动态结构图
传递函数是在零初始条件下建立的，因此，它只 是系统的零状态模型，有一定的局限性，但它有现 实意义，而且容易实现。
26
三、典型元器件的传递函数
1. 电位器
1 2
max
E
Θs
U s
K
U
K E
max
27
2. 电位器电桥
1
2
E
K1p1
K1 p 2
U
Θ 1
s
Θ
K1 p
Θ 2
s
U s
28
3.齿轮
传动比 i N2 N1
G2(s)
两个或两个以上的方框，具有同一个输入信号，并 以各方框输出信号的代数和作为输出信号，这种形
式的连接称为并联连接。
41
3. 反馈连接
R(s)
－
C(s) G(s)
H(s)
一个方框的输出信号输入到另一个方框后，得 到的输出再返回到这个方框的输入端，构成输 入信号的一部分。这种连接形式称为反馈连接。
信息检索技术(第二版)习题答案
《信息检索技术》（第二版）书后习题及参考答案（部分）第1章绪论【综合练习】一、填空题1．文献是信息的主要载体，根据对信息的加工层次可将文献分为_________文献、__________文献、___________文献和___________文献。
2．追溯法是指利用已经掌握的文献末尾所列的__________，进行逐一地追溯查找_________的一种最简便的扩大情报来源的方法。
3．用规范化词语来表达文献信息__________的词汇叫主题词。
主题途径是按照文献信息的主题内容进行检索的途径，利用能代表文献内容的主题词、关键词、叙词、并按字顺序列实现检索。
4．计算机信息检索过程实际上是将___________与____________进行对比匹配的过程。
5．无论是手工检索还是计算机检索，都是一个经过仔细地思考并通过实践逐步完善查找方法的过程。
检索过程通常包含以下几个步骤_________、__________、__________、__________、_________。
6.检索工具按信息加工的手段可以分文__________、____________、___________。
7.《中国图书馆图书分类法》共分___________个基本部类，下分________个大类。
8.索引包括4个基本要素：索引源、___________、___________、和出处指引系统。
答案1.零次，一次，二次，三次2.参考文献，引文3.内容特征4.检索提问词，文献记录标引词5.分析课题，选择检索工具，确定检索途径及检索式，进行检索，获取原文6.手工检索工具，机械检索工具，计算机检索工具7.五，228.索引款目，编排方法二、判断题1．在检索信息时，使用逻辑符“AND”可以缩小收缩范围。
（）2．逆查法是由近及远地查找，顺着时间的顺序利用检索工具进行文献信息检索的方法。
（）3．按编制方法划分，信息检索工具可以分为：手工检索工具、机械检索工具、计算机检索工具。
锁相技术第二版(郑继禹 万心平)课后答案
第一章第二章 2-1 解： (a)(b)201012()()()()(/).()()(/).()()()()d e e U s K F s s s K s U s s K s U s s s s θθθθθθ'Ω'ΩΩ=⎧⎪=⎪⎨=⎪⎪=-⎩ =>[]0()()()e K s U s U s sθ'ΩΩ=-, 001()()()()d d K K K K F s U s F s U s s s 'ΩΩ⎡⎤+=⎢⎥⎣⎦=>00()()()()()d d U s K K F s H s U s s K K F s 'ΩΩ==+ (c) 闭环传递函数（带入F(s)）21212212(1)/(1)()(1)/(1)(1)K s s H s s K s s K sK s s K Kτττττττ++=++++=+++ ==> 二阶环所以开环传递函数211()()(1)()1()(1)o H s KF s K s H s H s s s s ττ+===-+==>1型环2-2 分析方法：(电流节点法，I=I1+I2,求I:复频域Laplace 变换 c=>1/(sc)，Uc(s)=-AUi(s), 虚短虚断的概念：Ui(t)=0)12I=I o iI U KU +⎧⎨=-⎩==> 123(1/)i d o io i o i U U U U U U R R R sC U KU ---⎧=+⎪+⎨⎪=-⎩==>12212()(1)o d U s R F s KU s R K R ττ+==-+++ ==>[]223112323(1)()R R C R K R R R R Cττ=⎧⎨=+++⎩环路闭环传递函数0012022220//()()2d d d d n n K K sK K K K K KR H s s K K F s s s τττξωω+==++⋅+==>n ω=ξ=2-5 见P34 例题2-8 由Ui ==> Ω=102<Ωc=103 ==>调制跟踪 Ω=102<Ωc=10 ==>载波跟踪2-9 理想二阶环 闭环传递函数2222()2n n n n s H s s s ξωωξωω+=++==> 频率响应2n 22n 2()2n n j H j j ωξωωξω+ΩΩ=-Ω+Ω引入/n x ω=Ω ==> 212()12j xH jx x j xξξ+=-+ 令2|()|1/2H jx ===>1/2221cc n x ξωΩ⎡==++⎣当 0.5ξ= ==>cnωΩ=1.82 ==> 33.6410c πΩ=⨯ (rad/s)3.1有源比例积分滤波器。
锁相技术期末总结
锁相技术期末总结一、引言锁相技术是一种广泛应用于现代电子技术中的信号处理方法，主要用于提取信号中的相位信息。
它通过对输入信号与本地参考信号进行比较和修正，实现对信号相位的精确测量和调整。
锁相技术的应用领域非常广泛，包括无线通信、激光测距、声纳系统、医学影像等。
在本次课程学习中，我们深入了解了锁相技术的原理、应用和实现方法，并通过实践操作进一步巩固了对锁相技术的理解。
二、锁相技术的原理和基本概念锁相技术的原理是基于反馈控制和频率调制的，通过频率调制输入信号和本地参考信号，实现对信号相位的精确测量和调整。
1. 相位差测量原理通过将输入信号与本地参考信号进行乘法运算，并通过低通滤波器和放大器对乘积信号进行处理，最终得到与相位差成正比的直流电压。
根据这个原理，我们可以通过测量这个直流电压来得到输入信号与参考信号之间的相位差。
2. 锁相循环原理锁相循环是指通过反馈控制将输入信号的相位差调整到指定值的过程。
锁相循环由相位比较器、环路滤波器、VCO（Voltage Controlled Oscillator）和反馈网络等组成。
相位比较器用于比较输入信号的相位差和参考信号的相位差，输出误差信号；环路滤波器用于对误差信号进行滤波；VCO用于将滤波后的误差信号转换成频率信号，并与参考信号进行混频；反馈网络将VCO的输出作为参考信号送回相位比较器，形成一个闭环控制系统。
三、锁相技术的应用锁相技术在各个领域中都有广泛的应用，下面主要介绍其中几个典型的应用。
1. 通信领域锁相技术在通信领域中的应用主要包括载波恢复、时钟恢复和时钟同步。
在接收端，通过锁相环的频率跟踪功能可以自适应地追踪和调整接收信号的频率，从而实现载波恢复。
而由于通信系统中的时钟信号也是通过调制到信号中进行传输的，因此通过锁相循环也可以实现对时钟信号的恢复和同步。
2. 激光测距锁相技术在激光测距领域中被广泛应用。
激光测距的原理是利用激光光束射到目标上并接收反射光，通过测量光传播的时间来计算目标的距离。
锁相技术往届部分考试题目(做)
锁相技术（往届部分题目)一、选择题A 1、为了加大环路的捕获带，应______环路增益或______环路带宽，但提高环路的跟踪性能的要求与之___。
A 、提高、增加、相反B 、提高、增加、相同C 、降低、增加、相反D 、提高、减小、相反B 2、在二阶锁相环中，在环路滤波器与VCO 之间插入一直流放大器，放大倍数为10，直流放大器使环路参数n ω____,H ω____，p ω______。
A 、减少、增加、增加B 、增加、增加、增加C 、增加、增加、减少D 、减少、减少、增加C 3、环路对内部VCO 的噪声呈现____-滤波器作用，对外部输入的噪声呈现____-滤波器作用。
A 、带通、低通B 、低通、带通C 、高通、低通D 、低通、高通A 4、环路的捕获带、同步带和快捕带的关系是:_____A 、H ω〉p ω>L ωB 、p ω〉L ω〉H ωC 、L ω>H ω>p ωD 、p ω>H ω>L ωD 5、环路锁定时，瞬时频差_____，固有频差______控制频差，相差为_____，控制电压为___.A 、很小的量、等于、0、常数B 、0、大于、很小的量、变量C 、0、小于、很小的量、变量D 、0、等于、很小的量、常数C 6、相位噪声的时域噪声表示_____，频域表示______，它们的关系是____.A 、方差、功率、拉氏变换B 、功率、方差、傅氏变换C 、方差、功率谱密度、傅氏变换D 、方差、功率谱密度、Z 变换B 7、在一阶环中，下列哪种情况环路能锁定_______。
A 、环路增益小于固有频差B 、环路增益大于固有频差C 、环路增益等于固有频差D 、环路增益小于固有频差D ?8、锁相环稳定的条件是：________。
A 、理想情况下相位余量为0°,实际情况相位余量60°B 、理想情况下相位余量小于0°，实际情况相位余量0°C 、理想情况下相位余量为60°,实际情况相位余量0°D 、理想情况下相位余量为180°,实际情况相位余量30-60°A ?9、当环路的相位裕度接近于0°，在滤波器中增加______来改善环路的稳定性。
锁相课件
锁相环的工作状态锁相环有两个基本状态，锁定状态和失锁状态。
在锁定和失锁之间有两种动态过程，分别是跟踪过程和捕捉过程。
使用锁相环经常遇到二个问题：(1) 开机后，环路能否进入锁定状态；(2 )环路锁定后能否维持锁定状态。
第一个问题与捕获有关；第二个问题与跟踪（或同步）有关。
锁相环的主要性能指标：同步带、捕捉带、稳态相差1锁定状态在环路刚闭合的瞬间控制电压()0cu t=，V oωω=，控制频差cω∆=，此时ω∆=eω∆(固有频差=瞬时频差)，随着t增加，在环路产生控制电压的作用下，控制频差cω∆↑，瞬时频差()etω∆↓。
环路锁定时具有如下特点(1) 当控制频差cω∆增加到等于固有频差0ω∆时，瞬时频差()0e t ω∆=，此时环路进入锁定状态；(2) 环路处于锁定时，鉴相器输出的电压为直流 (3) 环路处于锁定时, 控制频差等于固有频差时，瞬时相差()e t θ趋向于一个恒定值，满足：lim ()0e t p t θ→∞=。
锁定时的环路方程为：sin ()(0)d V e K K F j θω∞=∆（9.4.27）由式（9.4.27）求得稳态相差为（9.4.28）锁定正是在由稳态相差()e θ∞产生的直流控制电压作用下，强制使VCO 的振荡角频率相对于自由振荡频率0ω发生c ω∆的偏移，变为V ω而与参考输入角频率i ω相等。
即00sin ()(0)V d V e c iK K F j ωωθωωω=+∞=+∆= （9.4.29）（4）(0)F j 为环路锁定时，环路滤波器的时域传输特性。
其中，无源滤波器()01 F j=；无源比例滤波器()01 F j=；有源比例滤波器()0F j=∞。
（5）(0)d VK K K F j∑=为环路锁定时的环路直流总增益。
由()arcsin(0)ed VK K F jωθ∆∞=可知，环路锁定时，输入固有频差ω∆越大，稳态相位误差()eθ∞越大，也就是说，随着ω∆的增加，将VCO的自由振动频率ω调整到等于iω所需的控制电压越大，因而产生cu的()eθ∞也就越大。
锁相技术复习要求
锁相技术复习要点第1章 锁相环路的基本工作原理一、考核知识点（一）锁相环路的基本工作原理；（二）锁相环路的相位数字模型及其微分方程；（三）锁相环路的基本性能。
二、考核要求（一）锁定与跟踪的概念1、识记：（1）相位的概念；（2）锁相环路的定义；（3）环路的捕获带（4）环路的同步带。
2、领会：（1）锁相环路是一个相位跟踪系统，它建立了输出信号瞬时相位与输入信号瞬时相位的控制关系（2）几个重要参数：载波相位、瞬时相位、自由振荡角频率、瞬时相差、移稳态相差；（3）环路的两种基本工作状态：捕获过程、锁定状态。
3、应用：（1）环路是处于锁定状态的判定依据；（2）一阶环稳态相差的计算。
（二）环路组成1、识记：（1）环路的基本部件；（2）鉴相器的作用与数学模型；（3）鉴相器的分类：模拟乘法器鉴相器、序列电路（数字鉴相器）；（4）环路滤波器的作用与数学模型；（5）压控振荡器的作用与数学模型；（6）压控灵敏度；（7）压控振荡器的种类。
2、领会：（1）锁相环路的组成及框图；（2）正弦鉴相器及数学模型；（3）几种常用的环路滤波器及传递函数；（4）锁相环路的相位数学模型。
3、应用；（1）理想积分滤波器分析；（2）非常用环路滤波器的传递函数求解。
（三）环路的动态方程1、 识记：（1）瞬时频差；（2）控制频差；（3）固有频差；（4）环路增益K。
2、 领会：（1）锁相环路动态方程3、应用：（1）锁相环路动态方程的含意；（2）稳态相差的求解。
（四）一阶环路的捕获、锁定与失锁。
1、识记：（1）一阶环路；（2）相点；（3）相轨迹（4）相平面。
2、领会：（1）一阶环路的非线性微分方程；（2）相轨迹上相点的含义。
3、应用：（1）频率牵引现象；（2）一阶环路的捕获带、同步带、快捕带。
第二章 环路跟踪性能一、考核知识点（一）锁相环路的线性相位模型及传递函数；（二）锁相环路的性能指标；（三）二阶环路在典型输入下的响应；（四）环路的频率响应。
[锁相技术]第2章 环路跟踪性能
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(2-34)
(2-35) (2-36)
暂态时间的长短取决于这个时间常数。当0<ζ<0 9时,在±2%的允许范围之内,暂态时间近似为
ts
4
4
a
若在±5％允许误差之内
(2-37)
ts
3
3
a
(2-38)
图2-6 Mp与ζ的关系曲线
三、频率响应
我们知道,用s=jΩ代入系统的传递函数即可求得系
统的频率响应特性。仍以图2-3系统为例,它的传递函数
H (s) Ho(s) 1 Ho(s)
H
e
(
s
)
1
1 Ho
(
s)
He(s) 1 H (s)
(2-11)
(2-12) (2-13)
二、二阶锁相环路的线性动态方程与传递函数
本章研究二阶锁相环路所用的环路滤波器均为一 阶滤波器。将具体滤波器的传递函数F(s)代入动态方程 (2-4) 式 , 就 可 以 得 到 该 锁 相 环 路 的 动 态 方 程 。 同 样 , 将 F(s)代入(2-6)、(2-8)和(2-10)式即可得到相应的传递函 数。现分别就采用三种常用滤波器的情况进行讨论。
1 uo (t) 1 ent (1 nt)
(2-32)
1
e( 2 1)nt
e( 2 1)nt
uo (t) 1 2
2 1(
2 1) 2
2 1(
2
1)
据此可作出二阶系统的输出响应曲线,如图2-4。
由图可见,当0<ζ<1时的响应为衰减振荡,系统称为 欠阻尼系统。这种系统响应的暂态过程,在稳定值的上 下振荡,振荡的频率ωd比ωn小。
e(s)