锁相环工作原理

锁相环工作原理

锁相环的工作原理：
　　1.压控振荡器的输出经过采集并分频；
　　2.和基准信号同时输入鉴相器；
　　3.鉴相器通过比较上述两个信号的频率差，然后输出一个直流脉冲电压；
　　4.控制VCO，使它的频率改变；
　　5.这样经过一个很短的时间，VCO的输出就会稳定于某一期望值。
　　锁相环可用来实现输出和输入两个信号之间的相位同步。当没有基准（参考）输入信号时，环路滤波器的输出为零（或为某一固定值）。这时，压控振荡器按其固有频率fv进行自由振荡。当有频率为fR的参考信号输入时，uR和uv同时加到鉴相器进行鉴相。如果fR和fv相差不大，鉴相器对uR和uv进行鉴相的结果，输出一个与uR和uv的相位差成正比的误差电压ud，再经过环路滤波器滤去ud中的高频成分，输出一个控制电压uc，uc将使压控振荡器的频率fv（和相位）发生变化，朝着参考输入信号的频率靠拢，最后使fv=fR，环路锁定。环路一旦进入锁定状态后，压控振荡器的输出信号与环路的输入信号（参考信号）之间只有一个固定的稳态相位差，而没有频差存在。这时就称环路已被锁定。

基本锁相环是由鉴相器（ phase detector ）、环路滤波器（ loop filter ）和压控振荡器（ voltage control oscillator,VCO ）组成的一种相位负反馈系统，鉴相器的输出信号v D (t) 是输入信号 v i (t) 和振荡器输出信号 v o (t) 的相位差，该误差电压信号通过环路滤波器滤除高频分量和噪声后，输出低频信号 v C (t) 作为CO 的控制信号。在控制电压 v C (t) 作用下， VCO 输出信号 v o (t) 的频率发生变化并反馈到鉴相器。由此可知，锁相环是一传递相位的反馈系统，系统变量是相位，系统响应是对输入输出信号的相位而不是对其幅度而言。