锁相环路的工作原理§1-2 锁相环路的工作原理 锁相环路实质上是一个相差自动调节系统。为了掌握环境的工作原理，理解环 路工作过程中发生的物理现象，必须导出环路的相位数学模型和微积分方程。为此， 首先必须了解组成基本锁相环路各部件的功能模型，然后串联起来就组成了锁相环 路的相位数学模型，最后列出微积分方程。 §1-2-1 主要部件的功能模型 锁相环路由三个基本部件组成如图1－1所示。图中vi(t)和vo(t)分别表示环路的 图1－1 基本锁相环路的组成 输入、输出信号电压。现将三个基本部件的工作原理分述如下： 1、鉴相器 鉴相器的任务是对它的两个输入信号进行比较。当环路锁定时，鉴相器输出正 比于这两个输入信号相位差的直流电压Vd。 鉴相器的电路形式很多，有模拟的、取样的和数字的。作为原理分析，通常使 用正弦特性的鉴相器。理由是正弦理论比较成熟，分析简单方便，实际上各种鉴相 特性当信噪比降低时，都趋向于正弦特性。 原则上，任何一种理想的模拟乘法器都可以作为具有正弦特性的鉴相器，如图 1－2所示。输入信号vi(t)和压控振荡器的输出信号vo(t)分别加到乘法器的两个输入 端。设输入信号为 vi(t)=Visin[ωit+θi(t)] 式中，Vi为输入信号的振幅； ωi为输入信号的角频率； θi(t)为输入信号以其载波相位ωit为参考的瞬时相位。 压控振荡器输出信号为 vo(t)=Vocos(ωot+θo(t)) 式中，V0为压控荡器输出信号的振幅； ωo为压控荡器固有角频率； LG9904YYP (1-1) (1－2) θo(t)为压控振荡器输出的信号以其固有振荡相位ωot为参考的瞬时相位。 图1－2 等效鉴相器(乘法器) 一般情况下，两个输入信号的频率是不相同的。但是，相位比较只有在相同频 率情况下才有意义，所以为了适应鉴相器进行同频比相的需要，现统一以压控振荡 器固有振荡相……