鎖相環(huán) PLL 的組成和應(yīng)用

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鎖相環(huán)路，簡稱PLL，作用：可以鎖定相位，可以消除頻率誤差。
1、鎖相環(huán)路基本組成
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0 t* P; F4 l3 C) d% k鑒相器（PD）：用以比較ui、uo相位，輸出反映相位誤差的電壓uD(t)。
2 b$ n" b% B5 @; H環(huán)路濾波器（LF）：用以濾除誤差信號中的高頻分量和噪聲，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
( J" Q; a" X9 T8 }" l壓控振蕩器(VCO)：在uC(t)控制下輸出相應(yīng)頻率 fo。
# a( X. R$ k& i4 H若兩正弦信號頻率相等，則二者之相位差恒定；反之，只要保持其相位差恒定，即可使兩信號頻率相等。
7 t# I9 @3 d; V0 f" `, |" L/ i
鎖相環(huán)路的基本工作原理：
若wi ≠wo，則ui(t)和uo(t)之間產(chǎn)生相位變化 → uD(t) ，與瞬時誤差相位成正比→uc(t)，濾除了高頻分量和噪聲→ wo ，去接近wi ；最終使 wi = wo ，相位誤差為常數(shù)，環(huán)路鎖定，這時的相位誤差稱為剩余相位誤差或穩(wěn)態(tài)相位誤差。
3 o! \7 ]! h( Y% Z2、鎖相環(huán)路的數(shù)學(xué)模型
鑒相器的相位模型：

模型為：

壓控振蕩器的相位模型：
0 r& g2 Y$ r7 ^

模型為：
( K+ X7 P4 p- J- Y
% v( F- _6 E' V% R6 [) V環(huán)路濾波器的電路模型：

3 J4 q, Z6 R3 R' U' ~, {; [模型為：
% ]% ~, }; y) ^% c4 i
" ^( k+ ]* g3 G# }& M8 g0 WPLL的相位模型和基本方程：
# f7 ^! b- z2 [9 O% c+ Q
上式是一個非線性微分方程,它完整地描述了環(huán)路的控制過程。
! y# b2 R9 l! W- S- @7 v

4 r" f/ N& D2 S鎖相環(huán)路(PLL)是一個傳遞相位的閉環(huán)系統(tǒng)，只要研究它的相位數(shù)學(xué)模型或它的微分方程，即可獲得該系統(tǒng)的完整性能。

3、鎖相環(huán)路的捕捉與跟蹤
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4、 集成鎖相環(huán)路
/ i6 q4 R! [' S# O( I$ l- ^3 v" H3 d通用型單片集成鎖相環(huán)路L562簡介：
為多功能單片集成PLL。內(nèi)部除有PD、VCO外，還有三個放大器和一個限幅器。工作頻率可達(dá)30MHz。
鑒相器（PD）采用雙差分對模擬相乘器電路，壓控振蕩器（VCO）采用射極耦合多諧振蕩器電路。限幅器用于限制鎖相環(huán)路的直流增益，以控制環(huán)路同步帶的大小。
! [0 t. Y, T! c: q只需單電源供電，一般采用18V電源，最大電流14mA。輸入信號電壓最大值為3V。
L562內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外引腳排列：
* p% U3 a8 s! ^
2 e$ l7 o3 ?9 J, z0 bL562內(nèi)部的射極耦合多諧VCO：

. i1 H  W* ]/ j% G% H7 X5 q% lCMOS鎖相環(huán)路CD4046簡介：為數(shù)字PLL。內(nèi)有兩個PD、VCO、緩沖放大器、輸入信號放大與整形電路、內(nèi)部穩(wěn)壓器等。具有電源電壓范圍寬（5~15V）、功耗低、輸入阻抗高  等優(yōu)點(diǎn)。工作頻率0~1MHz。內(nèi)部VCO產(chǎn)生50%占空比的方波。輸出電平可與TTL電平或CMOS電平兼容。


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