锁相环特性的分析与研究

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１Ｃ ４４ 锁 相环 内部 结构 与工作 wk.baidu.com理 Ｄ ０６
锁 相环 是 由相 位 比 较 器Ｐ （ 称 鉴相 Ｄ 也 器 ） 、低通 滤 波 器Ｌ Ｆ 压 控 振 荡 器ＶＣ Ｐ 和 Ｏ 二 ｌ 个坏路 部件 组成 的一 个 反馈控 制 系统 ，如
２Ｃ ４４ 锁 相环特 性测 量 与分析 Ｄ ０６
２ １ Ｃ ４ ４ 压控 特性 的测 量 与分 析 ． Ｄ ０６ 压 控振 荡 器ＶＣ Ｏ的 输 出频 率 是 输 入 信 号 电压 的函数 ，改 变输 入信 号电压 ，压控 振 荡 器 的输 出 频 率 亦 会 随 之 改 变 。 这 个 特 性 即为 锁相 环 的压控 特性 。 ５ Ｃ ４ ４ 压控 是 Ｄ ０６ 特性 测 量电路 ，其 中Ｒ１ ０ ＝１Ｋ欧 ，Ｒ２ ５ Ｋ ＝１０ 欧 ，Ｃ ２ Ｆ。通 过 调节 电位 器 ， 町改变 压 ＝８ ｐ 控振 荡 器的控 制 电压 。
图４ 工 作 频 率 与 Ｒ ，Ｒ ￣ Ｃ 间 关 系 曲 线 １ ２Ｂ １
Ｃ ４ ４ 工作 过 程如 下 ：输 入 信 号Ｖｉ Ｄ ０６ 从 １ 脚输 入 后 ，经 放 大 器 Ａ１ 行放 大 、整 形 ４ 进 后加 到Ｐ 、Ｐ ２ 输 入端 ， 图２ 开 关 Ｋ Ｄ１ Ｄ 的 中 拨至 ２ ，Ｐ 作 ，从３ 脚 Ｄ１ 脚输 入 的 比较 信 号 Ｖ 与 输 入信 号 Ｖ 做 相 位 比 较 ，从 相 位 比 较 ｏ ｉ 器输 出的误 差 电压Ｖ１ 比 于Ｖｉ￣ 的相 位 正 ｌ Ｖｏ 差 。Ｖｌ 过Ｒ３ ４ ￣ ２ 成的 低通 滤波 器 经 、Ｒ ， Ｃ 组 滤除 高 频 分 量 后 ，得 到 一 个 平 均值 电压 Ｖ ｄ 加至ＶＣ 的 输入 端９ 。这个 平均 值 电压Ｖ Ｏ 脚 ｄ 向 着减 小 ＶＣ Ｏ输 出 频率 和 输 入频 率 之 差 的 方 向 变化 ，直 ＶＣ 输 频 率 和 输 入 信 号 Ｏ 频率 致 。 两个信 号的 频率 相 同 ，两 相位 差 保持 恒 定就 称作 相位 锁 定 。若将 开 关Ｋ拨 至 １ 脚 ，则相 位 比较 器Ｐ ２ ３ Ｄ 工作 ，其 工 作原 理 与Ｐ 类似 。 Ｄ１
Ｄ ：１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ － ９ ２ ２ １ ．６０ ４ ＯＩ ０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ １ ８ ７ ．０ ２ １ ．４ ｓ
锁相 环特性的分析 与研究
周 钰 涵 南京 信 ． 程 大学 信 息 与控 制 学 院 ， 苏 南京 ２１ ０ ９ ｔ ｆ工 江 ８ ０
摘 要
能够 完成 两个 电信 号相 位 同步 的 自动控 制 闭 环 系统 叫做锁 相环 。 本文 分主 要讨 论 并 用实 验验 证 了Ｃ ４ ４ 集 成锁 相环 的工作 原理 ，以 Ｄ０ ６ 及在 频率 合成 与调 制解 调 中的应 用。
Ｖｃ ０的 控 制 端 。 ｌ 脚 为 Ｆ 解 调 输 出端 。 ０ Ｍ １ 、 １ 脚 外 接 振 荡 电 阻Ｒ１ １ ２ ，Ｒ２ ｌ 脚 为 。 ３ Ｐ ２ Ｄ 的输 出端 。 ｌ脚 为 信 号输入 端 。 １脚为 ４ ５ 内部 独立 的齐纳 稳压 管 负极 。其稳 压 电源 为 ５ Ｖ，在 与Ｔ Ｌ匹配 时可 作 辅 助 电 源 。３ Ｔ 、４ 脚之 问的Ｎ为分 频 电路 。 相位 比较 器Ｐ １ 一个 异或 ｆ ，它 有较 Ｄ是 Ｊ 好 的噪 声 抑 制 性 能 。当 两 个 输 入 端 信号 Ｖｉ ；Ｖｏ 个高 电平 ，一 个低 电平 时 ，输 出端 ｆ 一 Ｈ 信号 Ｖ１ 为高 电平 ；若 Ｖ ￣Ｖｏ 为高 电 平 ， ｉＨ 同 或 同为 低 电平 ，输 出端 信 号Ｖ１ 低 电平 。 为 当Ｖ ￣ Ｖｏ ｉ Ｈ 的相 位差 在０ 范 围内变 化 时 ， ～ Ｖ１ 占空 比亦 随 之 改 变 。从 图３ａ 中Ｐ 的 （） Ｄ１ 的输 入和 输 出信 号 的波 形 町知 ，其 输 出信 号Ｖ１ 的频 率 为 输 入信 号 频 率 的 两 倍 ， 目与 ． 两 个输 入 信 号之 间 的 中 间频 率 保 持 ／ ｝ ２Ｈ 移 。从 图 中还 可知 ，ＶＣ Ｏ输 出 的 不一 定是 对称 波 形 。Ｐ 要 求 Ｖ ￣ Ｖｏ 为 方波 ，才 Ｄ１ ｉｌ 均 能使 锁定 范 围最大 。
关键词
锁 相环 ；相位 比较 器；压 控振 荡器 ；低 通 滤 波 器 ；频 率合 成 ；调制 解调
锁 相 环 ， 简 称 Ｐ （ ｈ ｓ 一１ ｃ ｅ ＬＬ Ｐ ａ ｅ ｏ ｋ ｄ Ｌ ｏ） ｏ ｐ ，是 能够 完 成两 个 电信 号 相位 同步 的 自动 控制 闭环 系统 。锁相 环 电路在 通讯 、仪 器 、机 电控制 等领 域有 着十分 广泛 的应 用 。 目前 ，锁 相环 电路 几 乎已全部 集成 化 。 集成 锁相 环路 性能 优 良 ，价格 便宜 ，使 用方 便 ，因而 为许 多电子设 备所 采用 。 目前 ，国 内 外 通 用 与 专 用 集 成 锁相 环 电路 已 经有 数 百 个 品种 。例 如 ，ＮＥ ６ 系 列 、Ｘ ￥ ０ ５０ Ｒ－ ２ ０ 系 列 等 。 Ｃ ４ ４ 工作 频 率 小 于 １ ２ Ｄ０６ ． ＭＨｚ ， 属 于 低 频 ， 电 源 电 压 为 ５ ～ １ Ｖ ，是 低 Ｖ ５ 功 耗 数 字 Ｃ Ｏ 数 字 环 。 它 的 同类 产 品 为 Ｍ Ｓ ＭＣ１ ０ ６ ＣＣ ０ ６ ４４￣ ４ ４ 。Ｎ ５ ４ 工 作频 率高 Ｅ ６的 达５ ＭＨ ，属于 超高 频 。 ０ ｚ