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

# x+ t& M) |/ `& c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)。
$ a8 A2 ]/ }% M" `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。
3 z% R9 D4 }  Z; o: |1 z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。
; O& b( g5 b! D
3 t8 ?& I# f* v, S' Y' ?6 ~0 q鎖相環(huán)路的基本工作原理：
) ?8 u$ O6 o5 {; U. T2 `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。
2、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：
" y* B2 j- D+ X
' k3 e3 s- Q8 z0 E0 T% e
: D8 D! a; M9 V8 ~: B模型為：
, W, }* X" c; F1 v, O. m& f* _
6 `( Q# c: j/ q- H7 _5 _6 l) W1 I  h5 K環(huán)路濾波器的電路模型：

$ k' c$ r. P- g6 a# x# s模型為：

6 W+ i1 D$ A  i! `PLL的相位模型和基本方程：
" D3 s, I: p$ [- L/ S! I
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。
2 K/ Y' W( Y* q* f5 o* B
3 d3 S! K0 d& B5 V
% ^3 a0 q8 K; a& \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。

' c. W. x4 `; ?3、鎖相環(huán)路的捕捉與跟蹤
# X% B) o4 Q$ P9 d# E

4、 集成鎖相環(huán)路
通用型單片集成鎖相環(huán)路L562簡介：
" N( u& w3 ^' H) ~9 Z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。
+ s9 o, T- e- D! j9 @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! ~6 U- h) r/ y* N- M" H' R9 m
" z3 I+ D0 Z; t7 f+ LL562內(nèi)部的射極耦合多諧VCO：

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。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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