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

3 N- j+ A, g: |" F+ y/ y. U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)。
+ B* T8 c7 v+ Z; P( w9 p6 q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。
壓控振蕩器(VCO)：在uC(t)控制下輸出相應(yīng)頻率 fo。
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。

! Q9 s' {6 H, \鎖相環(huán)路的基本工作原理：
* ?; [/ C& x  C4 U' L( m0 G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。
$ Z# _9 T# E  x+ `' e$ W0 ?/ z2、鎖相環(huán)路的數(shù)學(xué)模型
/ B% X3 O4 f) ^2 |1 i: z; v鑒相器的相位模型：
, z, L3 H7 [  [- E5 f5 e1 _
模型為：
. o/ o7 z2 x" s7 \7 x
. l- k) ~) V6 `- e! v壓控振蕩器的相位模型：
7 I$ A3 O' {  K# z6 I* }- a

模型為：
/ U0 i& Q% G) K' Z1 h7 \% Q  A
6 a3 d# X, [3 t8 G( q4 y& G環(huán)路濾波器的電路模型：
$ Q1 }$ h# b3 l. g6 ~
模型為：
% h) d1 y! p1 B4 s
- p$ ]& S: Y1 `5 W. SPLL的相位模型和基本方程：
7 \  r- e! ^" R/ Q" q5 d5 {
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。

: B8 C! M+ y* v- @
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。
$ n+ ^1 k2 Q$ P$ K& L: u' E( D
$ u6 F! G% Z6 d  D' S# C5 v3、鎖相環(huán)路的捕捉與跟蹤
; M' e3 Z* m( z9 b6 P2 f& M5 ?& Y1 r

" |7 u$ Y: c+ f4、 集成鎖相環(huán)路
3 v; c. w4 f, k# U# l" |3 N通用型單片集成鎖相環(huán)路L562簡介：
. i8 J1 c4 F+ ]/ s- y% ^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。
, s. y% a" E3 ?3 g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：
3 T+ X. U% H+ D, U/ d; [
' K% S; w% s6 ~6 n9 p& d$ D4 eL562內(nèi)部的射極耦合多諧VCO：
+ a6 A  V0 L2 A9 `; D) d) n
5 U2 [  T8 D  j) C4 `CMOS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。
2 I- T& _4 V9 f' W4 Q* q


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