鎖相環(huán) PLL 的組成和應(yīng)用

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0 N, z3 m6 A5 O: F" w$ C% ]9 w, q鎖相環(huán)路，簡(jiǎn)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 O8 N. s+ _" [/ e& ?/ O- @
$ \, e$ k( g( C9 G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)。
9 d) e( A9 e" A, V. D5 N環(huán)路濾波器（LF）：用以濾除誤差信號(hào)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。
% a8 D! _/ s( ]2 F- K2 v若兩正弦信號(hào)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(hào)頻率相等。
0 Q- \$ j& P+ |8 M. M% Y
# W% Z" l3 @# ?" C- j2 @9 d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(shí)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(shí)的相位誤差稱為剩余相位誤差或穩(wěn)態(tài)相位誤差。
" v3 T6 ]. S) v  ?9 i# w' B2、鎖相環(huán)路的數(shù)學(xué)模型
2 I  W+ x* a, d鑒相器的相位模型：

模型為：

壓控振蕩器的相位模型：


# S. \& L$ X* {1 z! j模型為：

環(huán)路濾波器的電路模型：

模型為：
9 F- g6 Z! z# Y
, N, E( x+ T! O0 |  MPLL的相位模型和基本方程：
3 s' r- |! H' e) n- t' H
上式是一個(gè)非線性微分方程,它完整地描述了環(huán)路的控制過程。

5 f$ Q: @$ F. i5 v$ ?
8 E8 d3 M3 B. W) p5 w鎖相環(huán)路(PLL)是一個(gè)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。
% C1 S/ \4 f2 I
7 u# p& y: M5 ~# \& R; a* }3、鎖相環(huán)路的捕捉與跟蹤


8 Y. N* S0 x$ k2 \4 k4、 集成鎖相環(huán)路
通用型單片集成鎖相環(huán)路L562簡(jiǎn)介：
/ j: v- q- a9 B' r為多功能單片集成PLL。內(nèi)部除有PD、VCO外，還有三個(gè)放大器和一個(gè)限幅器。工作頻率可達(dá)30MHz。
鑒相器（PD）采用雙差分對(duì)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。
只需單電源供電，一般采用18V電源，最大電流14mA。輸入信號(hào)電壓最大值為3V。
L562內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外引腳排列：
+ i4 }# X* I5 ?2 X( M; C4 c8 h( l
L562內(nèi)部的射極耦合多諧VCO：

5 d% ]5 E; P* b: VCMOS鎖相環(huán)路CD4046簡(jiǎn)介：為數(shù)字PLL。內(nèi)有兩個(gè)PD、VCO、緩沖放大器、輸入信號(hào)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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