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锁相环

1.1

锁相特性

锁相环包含三个组成部分：

1、相位检测器（PD）。

2、环路滤波器。

3、压控振荡器（VCO

 

），其频率由外部电压控制。

相位检测器将一个周期输入信号的相位与压控振荡器的相位进行比较。相位检测

器的输出是它两个输入信号之间相位差的度量。差值电压由环路滤波后，再加到压控

振荡器上。压控振荡器的控制电压使频率朝着减小输入信号与本振之间相位差的方向

改变。

当锁相环处于锁定状态时，控制电压使压控振荡器的频率正好等于输入信号频

率的平均值。对于输入信号的每一周期，振荡器输出也变化一周，且仅仅变化一周。

锁相环的一个显而易见的应用是自动频率控制（AFC）。用这种方法可以获得完美的

频率控制，而传统的自动频率控制技术不可避免地存在某些频率误差。

为了保持锁定环路所需的控制电压，通常要求相位检测器有一个非零的输出，

所以环路是在有一些相位误差条件下工作的。不过实际上对于一个设计良好的环路这

种误差很小。

一个稍微不同的解释可提供理解环路工作原理的更好说明。让我们假定输入信号

的相位或频率上携带了信息，并且此信号不可避免地受到加性噪声地干扰。锁相接收

机的作用是重建原信号而尽可能地去除噪声。

为了重建原始信号，接收机使用一个输出频率与预计信号频率非常接近的本机

振荡器。本机振荡和输入信号的波形由相位检测器比较，其误差输出表示瞬时相位差。

为了抑制噪声，误差在一定的时间间隔内被平均，将此平均值用于建立振荡器的频

率。

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