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锁相环的原理

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标签：载波同步

载波同步（PLL）载波同步（PLL）一个载波同步系统由一个本地振荡器组成，该振荡器的相位要控制它与载波信号同步。用一个锁相环可对它予以实现。锁相环是一个非线性反馈控制系统用于控制本地振荡器的相位。 PLL被一个在载波频率上的正弦信号所驱动。为了得到这个驱动PLL的正弦信号，现将DSB已调信号 [pic]平方，这里[pic]，可得： [pic] 显然，这个信号[pic]有[pic]的分量。我们之所以不直接处理[pic]的理由是，通常着个过程[pic]是零均值的，所以[pic]在[pic]的功率分量是零。现在，如果信号[pic]通过一个调谐在[pic]的带通滤波器的话，那么输出就是中心频率为[pic]，相位为[pic]和幅度为[pic]的正弦信号。不失一般性，可以假设幅度为1；也就是说，PLL的输入是： [pic] PLL由一个乘法器、一个环路滤波器和一个电压控制振荡器所组成，如图所示。如果假定VCO的输出是[pic]，那么在环路滤波器的输入就有：[pic] 锁相环注意到[pic]中有一个高频分量和一个低频分量。这个环路滤波器的作用就是要滤除这个高频分量，并确保[pic]紧紧跟踪[pic]的变化。一个简单环路滤波器的一阶低通滤波器，其传递函数为： [pic]因此， [pic]或者等效为： [pic]这里K是某个比例常数。在滤除2次和4次谐波以后，这个PLL环路就变成图7-6。假定[pic]已紧随[pic]的变化，那么差[pic]就很小，这样就可以用近似式： [pic]利用这一近似关系之后，在图6-6中唯一的非线性环节就可用一个线……

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