射频技术与应用 脉冲抽样保持鉴相器的基本特性-讲稿.docx
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2022-07-09
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脉冲抽样保持鉴相器的基本特性
大家好，这一讲我们研究脉冲抽样保持鉴相器的基本特性。
前述已经了解了锁相环路的基本组成，其中鉴相器 PD 又称为相位比较器，
它将输入参考信号的相位和压控振荡器 VCO 输出信号的相位进行比较，输出一
个与相位差有关的误差电压 u
d
（t）。鉴相器的种类很多，就是其中的一种，它属
于数字型鉴相器电路，其基本组成框图如图 1 所示。
图 1 脉冲抽样保持鉴相器的基本方框图
电路工作时，首先要将参考标准频率 f
R
和 VCO 的频率 f
V
的电压用脉冲波形
表示。频率为 f
R
的脉冲用来控制一个开关电路，使电容 C
ch
产生周期性的充、放
电，形成如图 2（a）所示的锯齿波电压。图 1 中的电源供给恒定的充电电流
I
CH
，以改善锯齿波的线性。抽样脉冲由压控振荡信号形成，如图 2（b）所示。
由于 f
V
=f
R
，所以抽样脉冲周期 T
V
与锯齿波电压的周期 T
R
是相等的。
抽样脉冲的作用是控制抽样开关（如图 1 所示），使它在脉冲存在时接通，
因此记忆电容 C
d
上所获得的电压即等于这一瞬间的锯齿波电压 U
D
。当抽样脉冲
为零时，抽样开关断路，C
d
上即保持原充电电压 U
D
，如图 2（c）所示。如果 VCO
频率略有变化（也即失步时），即相当于抽样脉冲在中心位置略有摆动，这就引
起误差电压 U
D
值的变化，从而控制 VCO 的频率，使之恢复到准确的数值（即
恢复同步）。U
D
最大的变动范围为 U
min
至 U
max
，相当于抽样脉冲位置变动 360°。
实际上，锯齿波电压不是如图 2（a）所示的理想情况（C
ch
的放电时间等于零），
而是有一定的放电时间，因此锁相范围小于 360°。
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