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1、第八章 锁相与频率合成技术,锁相电路在通信系统中的基本应用是:锁相解调、载波提取、位同步、频率合成,本章主要内容:锁相技术的基本概念与特性;锁相环电路的实现,锁相频率合成技术,锁相解调和载波提取在第九章介绍,8.1 锁相环的基本组成与原理,8.1.1.锁相环的组成及数学模型,1.鉴相器PD,定义几个与频率和相位有关的量:,化简,均以 为参考(设初始相位 为零),鉴相器的功能:产生一个输出电压,此电压的平均分量 正比于两输入信号的相位差,模拟乘法器鉴相器传输特性:,为正弦鉴相器最大输出电压,单位是伏,分析正弦鉴相器,鉴相特性为非线性,当 时,正弦鉴相可以近似为线性,鉴相范围是:,正弦鉴相器的数学
2、模型,2.环路滤波器(LF),功能:低通滤波器,滤除 中高频与噪声,常用的环路滤波器三种,环路滤波器的传递函数,当 时,;当 时,,简单RC积分滤波器,当 时,;当 时,,无源比例积分滤波器,环路滤波器的主要指标,3.压控振荡器(VCO),功能 电压控制频率振荡器,频率受控特性理想的应为线性:,锁相环中VCO 数学模型,注意:VCO电压输入鉴相器,起作用的是其相位,VCO的数学模型,锁相环完整的数学模型,8.1.2 环路的基本方程,用相位表示:,用频率表示:,用微分算子:,环路方程的含义:,用频率表示:,从以下几点加深对环路方程的理解:,是非线性微分方程,它的非线性主要来自鉴相器。,如,RC滤波器 是一阶,则环路方程是:,微分方程的阶数是环路滤波器的传递函数 的阶数加 1,当误差相位 比较小时,由于 环路非线性微分方程可线性化,锁定的定义:,