集成鎖相環(huán)的應(yīng)用

集成鎖相環(huán)的應(yīng)用第1頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四組成鎖相環(huán)路的基本部件都易于采用模擬集成電路。環(huán)路實(shí)現(xiàn)數(shù)字化后，更易于采用數(shù)字集成電路。環(huán)路集成化為減小體積、降低成本、提高可靠性等提供了條件。6.6鎖相環(huán)路是利用相位比較來(lái)產(chǎn)生誤差電壓。因而鎖定時(shí)只有穩(wěn)態(tài)相差，沒(méi)有剩余頻差。3、鎖定狀態(tài)無(wú)剩余頻差

4、易于集成化第2頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四6.6.1鎖相環(huán)路在調(diào)制與解調(diào)中的應(yīng)用圖6.6.1為鎖相環(huán)路調(diào)頻器的方框圖。

6.6.1圖6.6.1鎖相環(huán)路調(diào)頻器的方框圖

1、鎖相調(diào)頻第3頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四顯然，鎖相環(huán)調(diào)頻器能克服直接調(diào)頻中心頻率穩(wěn)定度不高的缺陷。若控制壓控振蕩器的調(diào)制信號(hào)首先經(jīng)過(guò)微分，再對(duì)VCO調(diào)頻，即可實(shí)現(xiàn)載波跟蹤型調(diào)相的功能。6.6.1實(shí)現(xiàn)調(diào)制的條件是調(diào)制信號(hào)的頻譜要處于低通濾波器通帶之外，并且調(diào)制指數(shù)不能太大。換句話說(shuō)，只要環(huán)路濾波器的帶寬做的足夠窄，使它的帶寬低于調(diào)制頻率的下限，調(diào)制信號(hào)就不能通過(guò)低通濾波器，因而在鎖相環(huán)內(nèi)不能形成交流反饋，也就是調(diào)制頻率對(duì)鎖相環(huán)路無(wú)影響。第4頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、調(diào)頻波鎖相解調(diào)電路調(diào)頻波鎖相解調(diào)電路原理框圖如圖6.6.2所示。分析：設(shè)VCO的頻率控制特性滿(mǎn)足：（鎖相環(huán)FM解調(diào)原理動(dòng)畫(huà)）第5頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四則∵且設(shè)即相應(yīng)的6.6.1第6頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四而的復(fù)振幅為：于是知：當(dāng)PLL的帶寬大于調(diào)頻波中調(diào)制信號(hào)的帶寬時(shí)，第7頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四那么所得到的解調(diào)輸出電壓為實(shí)現(xiàn)了線性解調(diào)。需要說(shuō)明的是，在調(diào)頻波鎖相解調(diào)電路中，為了實(shí)現(xiàn)不失真的解調(diào)，環(huán)路的捕捉帶必須大于輸入調(diào)頻波的最大頻偏，環(huán)路的帶寬必須大于輸入調(diào)頻信號(hào)中調(diào)制信號(hào)的頻譜寬度。第8頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

圖6.6.3為采用L562組成的調(diào)頻波鎖相解調(diào)器的外接電路。6.6.1圖6.6.3采用L562組成的調(diào)頻波鎖相解調(diào)器的外接電路第9頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例題6.6.1用圖6.6.4所示的鎖相環(huán)路實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波的解調(diào)。設(shè)環(huán)路的輸入信號(hào)，已知，，有源比例積分濾波器的參數(shù)為，，，試求放大器輸出1kHz的音頻電壓振幅。圖6.6.4例題6.6.1圖6.6.1第10頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解：已知有源比例LF的傳遞函數(shù)為代入值，得而環(huán)路的閉環(huán)傳遞函數(shù)：代入值，得第11頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四令得到頻率特性若，，代入6.6.1第12頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四故而由于

∴而（rad/s）第13頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四利用鎖相環(huán)的頻率跟蹤特性，就能夠得到所需要的同步信號(hào)。然而，由于鎖相環(huán)中的乘積型鑒相器的輸入信號(hào)中，VCO輸出電壓與輸入已調(diào)信號(hào)的載波電壓之間有的固定相移，所以用作同步信號(hào)時(shí)應(yīng)考慮到能夠得到同步信號(hào)。實(shí)現(xiàn)電路框圖如圖6.6.5所示。6.6.13、調(diào)幅信號(hào)的同步解調(diào)這一點(diǎn)，即需要將VCO的輸出信號(hào)經(jīng)相移網(wǎng)絡(luò)，才第14頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖6.6.5同步檢波實(shí)現(xiàn)電路框圖圖6.6.6所示是由通用多功能集成鎖相環(huán)路NE56lB作為AM信號(hào)同步檢波器的外接線圖。

6.6.1（同步檢波動(dòng)畫(huà)）第15頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖6.6.6由通用多功能集成鎖相環(huán)路NE56lB作為AM信號(hào)同步檢波器的外接線圖第16頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四6.6.2鎖相接收機(jī)（PLLReceiver）鎖相接收機(jī)框圖如圖6.6.7所示。它實(shí)際是一個(gè)窄帶跟蹤環(huán)路。6.6.2圖6.6.7鎖相接收機(jī)框圖第17頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地面衛(wèi)星接收站在接收衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，由于衛(wèi)星不停的繞地球飛行（由于多卜勒效應(yīng)），再加上衛(wèi)星離地面較遠(yuǎn)，衛(wèi)星發(fā)射功率小，天線增益低，地面接收到的信號(hào)不僅微弱，而且接收到的信號(hào)頻率將偏離衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)頻率，且在很大范圍內(nèi)變化。此時(shí)若采用普通接收機(jī)，不僅需要接收機(jī)有較大的帶寬，而且接收下來(lái)的輸出信號(hào)信噪比太大，無(wú)法有效的檢出有用信號(hào)。若采用鎖相接收機(jī)，利用PLL的窄帶頻率跟蹤特性，可以很好的解決上述問(wèn)題。第18頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四若為已調(diào)信號(hào)，只需將混頻后的中頻信號(hào)經(jīng)解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，即可獲得調(diào)制信號(hào)。若需載波信息，可經(jīng)窄帶6.6.2設(shè)輸入信號(hào)角頻率：，多卜勒頻移。當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，此時(shí)中放的帶寬可以做得很窄，保證PD輸入端有足夠的信噪比。同時(shí)VCO的中反映多卜勒頻移的信息送測(cè)速系統(tǒng)，可以作為測(cè)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度的數(shù)據(jù)。帶通濾波器提出。第19頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四6.6.3鎖相倍頻、分頻和混頻

圖6.6.8所示為鎖相倍頻框圖。當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，鑒相器的兩個(gè)輸入信號(hào)頻率相等，即或6.6.31、鎖相倍頻與分頻電路圖6.6.8鎖相倍頻框圖（鎖相倍頻電路動(dòng)畫(huà)）第20頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期四若將圖6.6.8中的N分頻器改為N倍頻器，即可實(shí)現(xiàn)分頻的功能。圖6.6.9為由鎖相環(huán)組成的鎖相混頻器框圖。圖6.6.9鎖相混頻框圖2、鎖相混頻電路（鎖相混頻原理動(dòng)畫(huà)）第21頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2