第8章　反馈控制电路.ppt

　　在时钟fc的作用下，相位累加器通过ROM(查表)，得到对应于输出频率的量化振幅值，通过D/A变换，得到连续的量化振幅值，再经过低通滤波器滤波后，就可得到所需频率的 模拟信号。改变ROM中的数据值，可以得到不同的波形，如正弦波、三角波、方波、锯齿波等周期性的波形。 　　(3) 滤波特性。锁相环通过环路滤波器的作用，具有窄带滤波特性，能够将混进输入信号中的噪声和杂散干扰滤除。在设计良好时，这个通带能做到极窄。例如，可以在几十兆赫兹的频率上，实现几十赫兹甚至几赫兹的窄带滤波。这种窄带滤波特性是任何LC、RC、石英晶体、陶瓷片等滤波器所难以达到的。 　　(4) 易于集成化。组成环路的基本部件都易于采用模拟集成电路。环路实现数字化后，更易于采用数字集成电路。环路集成化为减小体积、降低成本，提高可靠性与增多用途等提供了条件。 　　1. 锁相环路的调频与解调 　　用锁相环调频，能够得到中心频率高度稳定的调频信号，图8-27是这种方法的方框图。 　　实现调制的条件是: 调制信号的频谱要处于低通滤波器通频带之外，并且调频指数不能太大。这样，调制信号不能通过低通滤波器，因而在锁相环路内不能形成交流反馈，也就是说调制频率对锁相环路无影响。锁相环就只对VCO平均中心频率不稳定所引起的分量(处于低通滤波器通带之内)起作用，使它的中心频率锁定在晶振频率上。因此，输出调频波的中心频率稳定度很高。这样，用锁相环路调频器能克服直接调频的中心频率稳定度不高的缺点。若将调制信号经过微分电路送入压控振荡器，环路输出的就是调相信号。 图8-27 锁相环路调频器方框图 　　调制跟踪锁相环本身就是一个调频解调器。它利用锁相环路良好的调制跟踪特性，使锁相环路跟踪输入调频信号瞬时相位的变化，从而使VCO控制端获得解调输出。锁相环鉴频器的组成如图8-28所示。 图 8-28 锁相鉴频器 　　设输入的调频信号为 ui(t)=Ui sin(ωit+mf sinΩt) (8-62) 　其调制信号为uΩ(t)=UΩ cosΩt，mf为调频指数。同时假设 环路处于线性跟踪状态，且输入载频ωi等于VCO自由振荡频率ω0，则可得到调频波的瞬时相位为 θ1(t)=mf sinΩt (8-63) 　现以VCO控制电压uc(t)作为解调输出，那么可先求出环路的输出相位θ2(t)，再根据VCO控制特性θ2(t)=K0uc(t)/p，不难求得解调输出信号uc(t)。 　　设锁相环路的闭环频率响应为H(jΩ)，则输出相位为 θ2(t)=mf|H(jΩ)| cos［Ωt+∠H(jΩ)］ 　　　 (8-64) 因而解调输出电压为 (8-65) 式中，　　　　　　　　　，Δωm为调频信号的最大频偏。 对于设计良好的调制跟踪锁相环，在调制频率范围内 ｜H(jΩ)｜≈1，相移∠H(jΩ)也很小。因此，uc(t)确是良好的调频解调输出。各种通用锁相环集成电路都可以构成调频解调器。图8-29为用NE562集成锁相环构成的调频解调器。 图8-29 NE562调频解调器 　　2. 同步检波器 　　如果锁相环路的输入电压是调幅波，只有幅度变化而无相位变化，则由于锁相环路只能跟踪输入信号的相位变化，所以环路输出得不到原调制信号，而只能得到等幅波。用锁相环对调幅信号进行解调，实际上是利用锁相环路提供一个稳定度高的载波信号电压，与调频波在非线性器件中乘积检波，输出的就是原调制信号。AM信号频谱中，除包含调制信号的边带外，还含有较强的载波分量，使用载波跟踪环可将载波分量提取出来，再经90°移相，可用作同步检波器的相干载波。这种同步检波器如图8-30所示。 图 8-30 AM信号同步检波器 　　设输入信号为 ui(t)=Ui(1+m cosΩt) cosωit (8-66) 输入信号中载波分量为Ui cosωit，用载波跟踪环提取后输出为uo(t)=Uo cos(ωit+θ0)，经90°移相后，得到相干载波ur(t)=Uo sin(ωit+θ0) 将ur(t)与ui(t)相乘，滤除2ωi分量，得到的输出信号就是恢复出来的调制信号。 　锁相环路除了以上的应用外，还可广泛地应用于电视机彩色副载波提取，调频立体声解码、电机转速控制、微波频率源、锁相接收机、移相器、位同步、以及各种调制方式的调制器和解调器、频率合成器等。 8.4 频 率 合 成 器 8.4.1 频率合成器及其技术指标 　　随着电子技术的发展，要求信号的频率越来越准确和越来越稳定，一般振荡器已不能满足系统