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锁相环PLL原理与应用 第一部分：锁相环基本原理 一、锁相环基本组成 二、鉴相器（PD） 三、压控振荡器（VCO ） 四、环路滤波器（LPF） 五、固有频率ωn和阻尼系数ξ 的物 理意义 六、同步带和捕捉带 • 第二部分：锁相环实验 • 实验一、PLL参数测试 • 一、压控灵敏度KO 的测量 • 二、鉴相灵敏度Kd 的测量 • 三、环路开环增益（KH ）的测量 • 四、同步带和捕捉带的测量 • 五、ωn、ξ的测量 实验二、PLL应用实验 • 一、PLL频率合成器实验 • 二、PLL调频（FM）解调 • 三、锁相式双音多频信号 （DTMF）解码器 • 四、PLL 数字调谐实验 • 五、设计5 / 6分频器 实验目的 • 通过上述实验，使大家对由 模拟电路、数字电路组成的 硬件系统的设计、电路的搭 接、故障的分析判断、故障 的排除得到一次锻炼。 第一部分：锁相环基本原理（P1） • 一、锁相环基本组成 • 一个典型的锁相环（PLL）系统，是由鉴相 器（PD），压控荡器（VCO ）和低通滤波 器（LPF）三个基本电路组成 UF = Ud F （s ） Ud = Kd ( θi– θo) Ui PD LPF VCO Uo dθ oK U O F dt • 二．鉴相器（PD） • Ud = Kd *Δθ • Kd 为鉴相灵敏度 • • 三．压控振荡器（VCO ） （P2） • ω （t ）= ω + K U （t ） o om 0 F • K ——VCO控制特性曲线的斜率，常 0 称为VCO 的控制灵敏度，或称压控灵 敏度。 四、环路滤波器，这里仅讨论 无源比例积分滤波器 • 其传递函数为： R1 U s ( ) sτ +1 K s ( ) O 2 R2 Uo F U (s( ) τ)+s1τ + Ui i 1 2 C • 式中：τ1 = R1 C • τ2 = R2 C • 当锁相环处于锁定状态时，鉴相器 （PD）的两输入端一定是两个频率 完全一样但有一定相位差的信号。如 果它们的频率不同，则在压控振荡器 （VCO ）的输入端一定会产生一个 控制信号使压控振荡器的振荡频率发 生变化，最终使鉴相器（PD）的两 输入信号（一个是锁相环的输入信号 Vi, 一个是压控振荡器的输出信号 Vo ）的频率完全一样，则环路系统 处于稳定状态。