高频电子线路课件：锁相环电路.ppt

锁相环电路课件 锁相环电路是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，但它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差。该电路具有不用电感线圈、易于集成化、性能优越等许多优点，因此广泛应用于通信、雷达、制导、导航、仪表和电机等方面。 锁相环电路可以分为模拟锁相环电路和数字锁相环电路两大类，本章仅介绍前者。锁相环电路主要由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三部分组成。鉴相器用于测量输入信号和参考信号之间的相位差，环路滤波器用于滤除鉴相器输出电流中的无用组合频率分量及其它干扰分量，压控振荡器用于生成输出信号。 锁相环电路的基本原理可以用数学模型来描述。鉴相器的输出误差电压 ue(t) 可以表示为 ue(t) = kbsin[φ1(t) - φ2(t)],其中 kb 为鉴相器增益，φ1(t) 和 φ2(t) 分别为输入信号和参考信号的相位。环路滤波器的传递函数 H(s) 可以表示为一个低通滤波器，压控振荡器的输出信号 uy(t) 的相位可以表示为 ωy(t) = ωy0 + kcu(t)，其中 kc 为压控灵敏度。 锁相环电路的相位模型可以用基本环路方程来描述，即 pφe(t) = kckbH(p)sinφe(t)，其中 pφe(t) 和 pφ1(t) 分别表示瞬时相位误差 φe(t) 和输入信号相位差 φ1(t) 随时间的变化率。基本环路方程的意义在于它从数学上描述了锁相环电路相位调节的动态过程。 锁相环电路有两种不同的自动调节过程，一是跟踪过程，二是捕捉过程。跟踪过程是指锁定后能够经过跟踪过程继续维持锁定所允许的最大固有角频差的过程，而捕捉过程是指环路由失锁状态进入锁定状态的过程。捕捉过程的分析应采用非线性分析方法，比较复杂。 锁相环电路的应用非常广泛，如通信、雷达、制导、导航、仪表和电机等方面。它具有不用电感线圈、易于集成化、性能优越等许多优点，因此在现代电子技术中扮演着非常重要的角色。