锁相环可分为模拟锁相环(APLL)、数字锁相环(DPLL)、全数字锁相环(ADPLL)和软件锁相环(SPLL)。模拟锁相环可近似为线性锁相环(DPLL)。不同类型的锁相环,工作方式不同,没有通用的理论可用于所有类型的锁相环,但LPLL和DPLL的性能相似。

2.1 锁相环的构成

锁相环是一个相位负反馈控制系统。它由鉴相器PD(Phase Detector)、环路滤波器LF(Loop Filter)和电压控制振荡器VCO(Voltage Controlled Oscillator)三个基本部件组成,如图所示。

                       

图2-1 锁相环的基本构成

鉴相器是一种相位比较器,它把输出信号 和参考信号 的相位进行比较,产生对应于两信号相位差 的误差电压 。环路滤波器的作用是滤除误差电压 中的高频成分和噪声,以保证环路所要求的性能,提高系统的稳定性。压控振荡器受控制电压 的控制, 使压控振荡器的频率向参考信号的频率靠近,于是两者频率之差越来越小,直到频差消除而被锁定,这个过程称为捕获或捕捉。

当环路锁定后,如果 的角频率 在一定范围内变化, 的角频率 会紧随其变化而变化,并且一直保持 = 。这个过程称为跟踪或保持。

顺便指出,在某些锁相环电路中,可控器件不是VCO而是流控振荡器CCO,但这并不影响其工作原理。

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