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什么是環路濾波器

  PLL的概念

  我們所說的PLL。其實就是鎖相環路,簡稱為鎖相環。許多電子設備要正常工作,通常需要外部的輸入信號與內部的振蕩信號同步,利用鎖相環路就可以實現這個目的。鎖相環路是一種反饋控制電路,簡稱鎖相環(PLL)。鎖相環的特點是:利用外部輸入的參考信號控制環路內部振蕩信號的頻率和相位。

  因鎖相環可以實現輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤,所以鎖相環通常用于閉環跟蹤電路。鎖相環在工作的過程中,當輸出信號的頻率與輸入信號的頻率相等時,輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值,即輸出電壓與輸入電壓的相位被鎖住,這就是鎖相環名稱的由來。

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  目前鎖相環主要有模擬鎖相環,數字鎖相環以及有記憶能力(微機控制的)鎖相環。

  PLL的組成

  鎖相環通常由鑒相器(PD)、環路濾波器(LF)和壓控振蕩器(VCO)三部分組成,鎖相環組成的原理.

  鎖相環中的鑒相器又稱為相位比較器,它的作用是檢測輸入信號和輸出信號的相位差,并將檢測出的相位差信號轉換成uD(t)電壓信號輸出,該信號經低通濾波器濾波后形成壓控振蕩器的控制電壓uC(t),對振蕩器輸出信號的頻率實施控制。

  環路濾波器的基本概念和功能

  其實它是濾波器中的一種類型,因為這種濾波器使用在環路中,因此得名環路濾波器。它是PLL(鎖相環)電路中的重要組成部分,要了解它必須先要對PLL的原理有一定了解。PLL的原理如下:

  設外界輸入的信號電壓和壓控振蕩器輸出的信號電壓分別為:

  式中的ω0為壓控振蕩器在輸入控制電壓為零或為直流電壓時的振蕩角頻率,稱為電路的固有振蕩角頻率。則模擬乘法器的輸出電壓uD為:

  此時需要用低通濾波器LF將上式中的和頻分量濾掉,快速衰減高頻干擾,剩下的差頻分量作為壓控振蕩器的輸入,在環路跳出鎖定狀態時,提高環路以短期存儲,并迅速恢復環路。


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