。放大整形 N5、N6:3DG6:126:A:74HC04 ·÷2 U27:D触发器7474 ·移相器 28:单稳态触发器7474 ·滤波器 电感L2:电容C30 下面介绍榄拟镜相环原理及平方环载波同步原理」 锁相环由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)及压控振荡器(VCO)组成，如图3-3所示。 PD @0 VCO 图33锁相环方框图 模拟锁相环中，PD是一个模拟乘法器，LF是一个有源或无源低通滤波器。锁相环路是 一个相位负反馈系统，PD检测u:()与山.(t)之间的相位误差并进行运算形成误差电压山(t), LF用来滤除乘法器输出的高频分量（包括和频及其他的高频噪声）形成控制电压山(t),在 u(t)的作用下、L(t)的相位向u:(t)的相位靠近。设u:(t)=Usin[w:t+0,(t)] u()=cos[t+0。(t)],则a(t)=sin0.(t),0.(t)=0:(t)-0.(t),故模拟锁相环的 PD是一个正弦PD。设山.(t)=u(t)F(P),F(P)为LF的传输算子，VC0的压控灵敏度为R, 则环路的数学模型如图3-4所示。 + 图34模拟环数学模型 当9.()s时，Uasin0.()=U,B。,令K为PD的线性化鉴相灵敏度、单位为 V/红ad,则环路线性化数学模型如图3-5所示. Ko +0 图3-5环路线性化数学模型 由上述数学模型进行数学分析，可得到以下重要结论： ·当u(t)是固定频率正弦信号(0：(t)为常数)时，在环路的作用下，VC0输出信号频* 可以由周有振荡颜率。（即环路无输入信号、环路对VC0无控制作用时VC0的振荡频率） 变化到输入信号频率o,此时日.(t)也是一个常数，(t)、山.(t)都为直流。我们称此为环 路的锁定状态。定义40，=：一。为环路固有频差，4表示环路的捕捉带，表示环 路的同步带，模拟锁相环中△o〈△o。当|△@<△“，时，环路可以进入锁定状态。当| A《#时环路可以保持锁定状态。当|△>△r时，环路不能进入锁定状态，环路 • 放大整形 N5、N6：3DG6；U26:A：74HC04 • ÷2 U27：D 触发器 7474 • 移相器 U28：单稳态触发器 7474 • 滤波器 电感 L2；电容 C30 下面介绍模拟锁相环原理及平方环载波同步原理。 锁相环由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）及压控振荡器（VCO）组成，如图 3-3 所示。 uc(t) PD LF VCO uo(t) ui (t) ud(t) 图 3-3 锁相环方框图 模拟锁相环中，PD 是一个模拟乘法器，LF 是一个有源或无源低通滤波器。锁相环路是 一个相位负反馈系统，PD检测ui(t)与uo(t)之间的相位误差并进行运算形成误差电压ud(t)， LF 用来滤除乘法器输出的高频分量（包括和频及其他的高频噪声）形成控制电压 uc(t)，在 uc(t)的作用下、 uo(t)的相位向 ui(t)的相位靠近。设 ui(t)=Uisin[ωit+θi(t)]， uo(t)=Uocos[ωit+θo(t)]，则 ud(t)=Udsinθe(t)，θe(t)=θi(t)-θo(t)，故模拟锁相环的 PD 是一个正弦 PD。设 uc(t)=ud(t)F(P)，F(P)为 LF 的传输算子，VCO 的压控灵敏度为 K o， 则环路的数学模型如图 3-4 所示。 + Udsin( ) F(P) P Ko θi (t) θe(t) uc(t) θo(t) ud(t) + - 图 3-4 模拟环数学模型 当 6 ( ) π θ e t ≤ 时， d e Ud e U sinθ (t) = θ ，令 Kd=Ud 为 PD 的线性化鉴相灵敏度、单位为 V/rad，则环路线性化数学模型如图 3-5 所示。 + Kd F(P) P Ko θi (t) θe(t) θo + (t) - 图 3-5 环路线性化数学模型 由上述数学模型进行数学分析，可得到以下重要结论： • 当 ui(t)是固定频率正弦信号(θi(t)为常数)时，在环路的作用下，VCO 输出信号频率 可以由固有振荡频率ωo（即环路无输入信号、环路对 VCO 无控制作用时 VCO 的振荡频率）， 变化到输入信号频率ωi，此时θo(t)也是一个常数，ud(t)、uc(t)都为直流。我们称此为环 路的锁定状态。定义Δωo=ωi-ωo 为环路固有频差，Δωp 表示环路的捕捉带，ΔωH 表示环 路的同步带，模拟锁相环中Δωp<ΔωH。当|Δωo|<ΔωP 时，环路可以进入锁定状态。当| Δωo|<ΔωH 时环路可以保持锁定状态。当|Δωo|>ΔωP 时，环路不能进入锁定状态，环路