锁相环

锁相环有三大功效：

• 倍频。软件的分频用延时就可以实现。要倍频的话，需要它。
• 稳定时钟。为了得到稳定的时钟频率。
• 调相。为了得到可靠的有用信号，特别是是一些检测信号。一个时钟内的延时。就需要调相了

压控振荡器(用来产生信号)，故名思议是根据输入的信号的电压（该电压是输入信号与标准信号的误差）来调整控制他本身输出信号的频率和相位（频率的变化会导致相位的变化），因为是个环路，所以然后再与输入信号比较，直至没有误差时，这时压控振荡器的输入为零，那么其输出就不变了。从而能稳定锁住输入信号的相位，故名锁相环。

是一种电路或者模块，它用于在通信的接收机中，其作用是对接收到的信号进行处理，并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说，对于接收到的信号，仿制一个时钟信号，使得这两个信号从某种角度来看是同步的（相干的）。

由于锁定情形下（即完成捕捉后），该仿制的时钟信号对于接收到的信号中的时钟信号具有一定的相差，所以很形象地称其为锁相环。

一般

锁相环由、和压控振荡器组成。鉴相器用来鉴别输入信号Ui与输出信号Uo之间的相位差，并输出误差电压Ud 。Ud 中的和成分被低通性质的环路滤波器滤除，形成压控振荡器（VCO）的控制电压Uc。Uc作用于压控振荡器的结果是把它的输出振荡频率fo拉向环路输入信号频率fi ，当二者相等时，环路被锁定，称为入锁。维持锁定的直流控制电压由鉴相器提供，因此鉴相器的两个输入信号间留有一定的相位差。锁相环最初用于改善电视接收机的行同步和，以提高抗干扰能力。20世纪50年代后期随着的发展，锁相环用于对宇宙飞行目标的跟踪、和。60年代初随着数字通信系统的发展，锁相环应用愈广，例如为相干解调提取参考、建立等。具有门限扩展能力的调频信号锁相鉴频器也是在60年代初发展起来的。在方面，锁相环在和相位计等仪器中起了重要作用.

 

 

 

资料一：锁相环是指一种电路或者模块，它用于在通信的接收机中，其作用是对接收到的信号进行处理，并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说，对于接收到的信号，仿制一个时钟信号，使得这两个信号从某种角度来看是同步的（或者说，相干的）。由于锁定情形下（即完成捕捉后），该仿制的时钟信号相对于接收到的信号 中的时钟信号具有一定的相差，所以很形象地称其为锁相器。 而一般情形下，这种锁相环的三个组成部分和相应的运作机理是：

1 鉴相器：用于判断锁相器所输出的时钟信号和接收信号中的时钟的相差的幅度；

2 可调相/调频的时钟发生器器：用于根据鉴相器所输出的信号来适当的调节锁相器
内部的时钟输出信号的频率或者相位，使得锁相器完成上述的固定相差功能；

3 环路滤波器：用于对鉴相器的输出信号进行滤波和平滑，大多数情形下是一个低通
滤波器，用于滤除由于数据的变化和其他不稳定因素对整个模块的影响。

从上可以看出，大致有如下框图：



　　┌─────┐　　　┌─────┐　　　┌───────┐　　　
→─┤　鉴相器　├─→─┤环路滤波器├─→─┤受控时钟发生器├→┬─→
　　└──┬──┘　　　└─────┘　　　└───────┘　│　　　
　　　　　↑　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　└──────────────────────────┘

可见，是一个负反馈环路结构，所以一般称为锁相环（PLL: Phase Locking Loop）

锁相环有很多种类，可以是数字的也可以是模拟的也可以是混合的，可以用于恢复载波。也可以用于恢复基带信号时钟。

资料二：锁相环是一种消除频率误差为目的的反馈控制电路，其基本原理是利用相位误差去消除频率误差。锁相环电路由相位比较器、压控振荡器、低通滤波器三部分组成，如图所示。当电路无信号输入时，相位比较器输出的误差电压 V e 为 0 ，低通滤波器的输出电压 V d 也为 0 ，压控振荡器（ VCO ）工作于下限频率。当有信号输入时，相位比较器将输入信号 Vi 的相位和频率 fi 与 VCO 输出信号的相位和频率 f co 相比较，并将两者的相位差转换成电压 V e ，经过低通滤波器加到 VCO 的输入端，使 VCO 输出的频率 f co 与输入信号频率 fi 的差减少。这个过程就称为“捕捉”。当 VCO 信号频率 f co 与输入信号频率 fi 足够接近并在相位上保持某种特定关系时，称之为“相位锁定”。锁相环在相位锁定的状态下，输入信号频率 fi 发生变化时， VCO 输出信号 f co 也将跟着变化，并且严格保持一致，这就是锁相环的环路跟踪。

锁相环的应用非常广泛。例如，可以用来完成一般的分频和倍频电路无法完成的频率变换，图是这种电路的方框原理。与基本锁相环电路相比，只是在锁相环的 VCO 和相位比较器之间插入了一个 1/N 分频器，分析这种电路的工作原理时，可以把 VCO 和由计数器构成的分频器看作为一个总的 VCO 功能块。因此，总的 VCO 的输入和输出与不带分频器的环路输入和输出具有相同的功能。该电路在相位锁定的工作状态下， VCO 输出的频率 f co 是输入信号频率 f i 的 N 倍，即 f i =f' co =f co /N 。所以，只要改变分频器 N 的数值，便可得到 f i 成整数倍的倍频信号。在该电路中，如果用二进制计数器作分频器，则该电路可产生一系列其他频率的信号。如果用十进制计数器作分频器时，则可以从计数器输出获得二—十进制。