定义:锁相环是通过比较两个信号的阶段的差异来维持振荡器电路的输入和输出频率之间的同步的电路。随着IC的演变,它被出现为电子电路的基本构建块。
锁相环缩写为PLL.并且基本上是一种反馈电路,包括相位检测器(或比较器),低通滤波器和电压控制的振荡器以及放大器。
虽然各种应用与PLL相关联,但PLL电路的主要应用之一是对信号的相干检测。这是因为PLL用于消除在调制时引入的相位误差。
相位误差通常与调制时的载波信号相关联。因此,当载波信号乘以消息信号时,它会导致接收端的失真信号。
因此,接收器电路使用锁相环来移除与信号相关联的相位误差。
框图和锁相环的工作
这里的图表示锁相环电路的基本框图:
现在让我们进一步移动,并了解PLL电路内的每个块是如何运行的,以便消除两个信号之间的相位误差。
相位检测器
相位检测器只不过是一个比较器这里。它执行在其输入端的两个频率分量的比较并产生DC电压。该产生的电压与两个频率的阶段的差异成比例。
通常,施加到PLL的频率是数字频率。
现在我们可以清楚地看到在上面所示的数字中,通过反馈路径,VCO的输出被提供给相位检测器。这种反馈信号充当比较器的第二输入。
相位检测器执行实际应用数字输入信号的频率与反馈信号的频率进行比较。产生的输出是直流电压(也称为误差电压,VE.)其幅度与在输入时施加的两个信号的相位差成比例。
低通滤波器
相位检测器的输出被提供给低通滤波器,其消除了来自比较器的输出的高频分量和噪声。
相位检测器为其输出提供两个输入信号的总和和差频。
该和两个频率(即F一世+ F.O.由LPF消除,是一种高频分量。虽然这一点区别(即,F一世- FO.)是由滤波器传递的低频分量。
这个低频直流电压信号然后被提供给直流放大器放大信号水平。这个放大的信号然后被提供给VCO。
电压控制的振荡器
LPF的产出充当了控制信号到VCO。VCO产生DC信号,其幅度与LPF的输出幅度成比例。
这里进行VCO的输出频率的调整,直到它显示了输入信号频率的等效。
PLL电路施加的输入和产生的输出如下所示:
基本上PLL试图调整输出信号的频率。因此,该调整过程包括3个主要阶段,即自由奔跑那捕获和阶段锁定阶段。
当两个输入的频率差为0时,显示恒定的相位差,则据说循环被锁定。
如果存在相移180㎡在两个信号之间,然后输出电压将最大。
在没有输入信号的情况下,产生的输出电压为零,使压控振荡器在设定的频率下工作。这个频率被称为振荡器的自由运行频率。
PLL的应用
锁相循环在频率乘法电路或频率合成器中找到它们。合成间接方法使用PLL。它还在频率解调电路中找到了应用FSK.解调器。
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