pll

  pll是锁相环(Phase-Locked Loop)的英文简称,用来使外部的输入信号与内部的振荡信号同步。pll是用于振荡器中的反馈控制电路。

原理

  pll是无线电发射中使频率较为稳定的一种方法,主要有VCO (压控振荡器 )和PLL IC ,压控振荡器给出一个信号,一部分作为输出,另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较,为了保持频率不变,就要求相位差不发生改变,如果有相位差的变化,则PLL IC的电压输出端的电压发生变化,去控制VCO,直到相位差恢复达到锁频的目的。能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。

构成

  锁相环由鉴相器 、环路滤波器 和压控振荡器组成。鉴相器用来鉴别输入信号Ui与输出信号Uo之间的相位差 ,并输出误差电压Ud 。Ud 中的噪声 和干扰 成分被低通性质的环路滤波器滤除 ,形成压控振荡器(VCO)的控制电压Uc。Uc作用于压控振荡器的结果是把它的输出振荡频率f。拉向环路输入信号频率fi ,当二者相等时,环路被锁定 ,称为入锁。维持锁定的直流控制电压由鉴相器提供,因此鉴相器的两个输入信号间留有一定的相位差。锁相环最初用于改善电视接收机的行同步和帧同步,以提高抗干扰能力。

应用

  1.锁相环在调制和解调中的应用 载波信号的参数有幅度、频率和位相,所以,调制有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种。 调 幅波的特点是频率与载波信号的频率相等,幅度随输入信号幅度的变化而变化;调频波的特点是幅度与载波信号的幅度相等,频率随输入信号幅度的变化而变化。

  2.锁相环在调频和解调电路中的应用 调频波的特点是频率随调制信号幅度的变化而变化。压控振荡器的振荡频率取决于输入电压的幅度。当载波信号的频率与锁相环的固有振荡频率ω0 相等时,压控振荡器输出信号的频率将保持ω0 不变。若压控振荡器的输入信号除了有锁相环低通滤波器输出的信号uc 外,还有调制信号ui,则压控振荡器输出信号的频率就是以ω0 为中心,随调制信号幅度的变化而变化的调频波信号。由此可得调频电路可利用锁相环来组成。

  3.锁相环在频率合成电路中的应用 在现代电子技术中,为了得到高精度的振荡频率,通常采用石英晶体振荡器。但石英晶体振荡器的频率不容易改变,利用锁相环、倍频、分频等频率合成技术,可以获得多频率、高稳定的振荡信号输出。

  20世纪50年代后期随着空间技术 的发展,锁相环用于对宇宙飞行目标的跟踪、遥测 和遥控 。60年代初随着数字通信系统的发展,锁相环应用愈广,例如为相干解调提取参考载波 、建立位同步 等。具有门限扩展能力的调频信号锁相鉴频器也是在60年代初发展起来的。在电子仪器 方面,锁相环在频率合成器 和相位计等仪器中起了重要作用.

动作机理

  1 鉴相器:用于判断锁相器所输出的时钟信号和接收信号中的时钟的相差的幅度;

  2 可调相/调频的时钟发生器器:用于根据鉴相器所输出的信号来适当的调节锁相器, 内部的时钟输出信号的频率或者相位,使得锁相器完成上述的固定相差功能;

  3 环路滤波器:用于对鉴相器的输出信号进行滤波和平滑,大多数情形下是一个低通滤波器,用于滤除由于数据的变化和其他不稳定因素对整个模块的影响。

相关百科