电子说
锁相环接收一个它所锁定的信号,然后可以从其内部的VCO输出这个信号。乍一看,这可能不是特别有用,但是在你完全明白它,就有可能开发出大量的锁相环应用。
锁相环的基本构成是什么?
一个基本的锁相环,PLL,由三个基本元素组成:
相位比较器/检测器:顾名思义,锁相环内的这个威廉希尔官方网站 块对两个信号的相位进行比较,并根据两个信号的相位差产生一个电压。
压控振荡器(VCO):压控振荡器是产生无线电频率信号的威廉希尔官方网站 块,通常被认为是回路的输出。它的频率可以控制在环路所需的工作频段上。
环路滤波器:这个滤波器用于过滤锁相环路中相位比较器的输出。它用于去除VCO线路中相位被比较的信号的任何成分,即参考和VCO输入。它还控制着环路的许多特性,包括环路的稳定性、锁定的速度等。
锁相环威廉希尔官方网站 的主要目的是做什么?
PLL用于生成、稳定、调制、解调、过滤或从数据被中断的 "噪声 "通信通道中恢复信号。PLL威廉希尔官方网站 的主要目的是使输出振荡器信号与参考信号同步。当这两个信号之间的相位差为零时,系统被 "锁定"。PLL是一个闭环系统,有一个控制机制来减少可能发生的任何相位误差。
锁相环的主要应用有哪些?
一些锁相环的应用包括:
调频解调:一个主要的锁相环应用是调频解调器。由于锁相环芯片现在相对便宜,这种锁相环应用能够从调频信号中解调出高质量的音频。
图示:锁相环频率调制器原理
调幅解调:锁相环可用于振幅调制信号的同步解调。使用这种方法,锁相环锁定在载波上,这样就可以在接收器内产生一个参考。由于这与载波的频率完全对应,它可以与输入的信号混合,以同步解调调幅。
间接频率合成器:在频率合成器内使用是最重要的锁相环应用之一。尽管直接数字合成也被使用,但间接频率合成形成了主要的锁相环应用之一。
信号恢复:锁相环能够锁定信号的事实使它能够提供一个干净的信号,并在出现短暂中断时记住信号频率。这种锁相环应用于一些信号可能短时间中断的领域,例如使用脉冲传输时。
定时分配:另一个锁相环的应用是在数字逻辑威廉希尔官方网站
和系统中分配精确定时的时钟脉冲,例如在微处理器系统中。
锁相环威廉希尔官方网站 设计的解决方案
锁相环的操作是基于输入和输出信号的相位差。两个信号之间的相位差可以通过下面的数字来理解。
图示:锁相位的相位差
图示:锁相位的相位差随时间变化
图示:变化相位差
上图显示了两个具有恒定相位差的正弦波信号。当两个信号有恒定的相位差时,它们被认为具有相同的频率。它们只是有相位的变化。因此,它表明这两个信号处于相同的频率。
然而,这个图显示两个信号有一个变化的相位差。这种变化的差异表明这两个信号是非相干的。这意味着这两个信号是完全不同的信号,频率不同。
从上面的讨论中可以看出,相位差与信号的频率有关。锁相环使其输入和输出信号之间的相位差不变。并产生一个与输入信号相同的稳定频率信号。这个关键的概念在PLL设备中得到了应用。
审核编辑:汤梓红
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