什么是鎖相環(huán)？它是如何被定義的？

鎖相環(huán)將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過這篇文章，小編希望大家可以對(duì)它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

鎖相環(huán) (phase locked loop)是一種利用相位同步產(chǎn)生的電壓，去調(diào)諧壓控振蕩器以產(chǎn)生目標(biāo)頻率的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。根據(jù)自動(dòng)控制原理，這是一種典型的反饋控制電路，利用外部輸入的參考信號(hào)控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號(hào)的頻率和相位，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)頻率對(duì)輸入信號(hào)頻率的自動(dòng)跟蹤，一般用于閉環(huán)跟蹤電路。是無線電發(fā)射中使頻率較為穩(wěn)定的一種方法，主要有VCO(壓控振蕩器)和PLL IC (鎖相環(huán)集成電路)，壓控振蕩器給出一個(gè)信號(hào)，一部分作為輸出，另一部分通過分頻與PLL IC所產(chǎn)生的本振信號(hào)作相位比較，為了保持頻率不變，就要求相位差不發(fā)生改變，如果有相位差的變化，則PLL IC的電壓輸出端的電壓發(fā)生變化，去控制VCO，直到相位差恢復(fù)，達(dá)到鎖相的目的。能使受控振蕩器的頻率和相位均與輸入信號(hào)保持確定關(guān)系的閉環(huán)電子電路。

我們剛開始學(xué)車的時(shí)候，在道路上開車，眼睛就好像一個(gè)鑒相器，負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)車行駛的方向(反饋)和前方的路(輸入)是否有差別，把差別輸入大腦進(jìn)行判斷，然后指揮雙手旋轉(zhuǎn)方向盤，旋轉(zhuǎn)方向盤的動(dòng)作轉(zhuǎn)換成車的行駛方向，如圖1所示。

我們通過這么一個(gè)閉環(huán)過程不斷地調(diào)節(jié)方向盤，保證車行駛在正道上。

鎖相環(huán)通常由鑒相器(PD，Phase Detector)、濾波器(LF，Loop Filter)和壓控振蕩器(VCO，Voltage Controlled Oscillator)3部分組成前向通路，由分頻器組成頻率相位的反饋通路。

鎖相環(huán)的工作原理是檢測(cè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的相位差，并將檢測(cè)出的相位差信號(hào)通過鑒相器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，經(jīng)低通濾波器濾波后形成壓控振蕩器的控制電壓，對(duì)振蕩器輸出信號(hào)的頻率實(shí)施控制，再通過反饋通路把振蕩器輸出信號(hào)的頻率、相位反饋到鑒相器。

鎖相環(huán)在工作過程中，當(dāng)輸出信號(hào)的頻率成比例地反映輸入信號(hào)的頻率時(shí)，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值，這樣輸出電壓與輸入電壓的相位就被鎖住了。

鎖相環(huán)最初用于改善電視接收機(jī)的行同步和幀同步，以提高抗干擾能力。20世紀(jì)50年代后期隨著空間技術(shù)的發(fā)展，鎖相環(huán)用于對(duì)宇宙飛行目標(biāo)的跟蹤、遙測(cè)和遙控。60年代初隨著數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展，鎖相環(huán)應(yīng)用愈廣，例如為相干解調(diào)提取參考載波、建立位同步等。具有門限擴(kuò)展能力的調(diào)頻信號(hào)鎖相鑒頻器也是在60年代初發(fā)展起來的。在電子儀器方面，鎖相環(huán)在頻率合成器和相位計(jì)等儀器中起了重要作用.

鎖相環(huán)技術(shù)目前的應(yīng)用集中在以下三個(gè)方面：第一 信號(hào)的調(diào)制和解調(diào);第二 信號(hào)的調(diào)頻和解調(diào);第三信號(hào)頻率合成電路。

模擬鎖相環(huán)和數(shù)字鎖相環(huán)的主要區(qū)別在于它們的控制方式不同。模擬鎖相環(huán)是通過模擬電路來控制頻率和相位，而數(shù)字鎖相環(huán)是通過數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來控制頻率和相位。此外，模擬鎖相環(huán)的精度較低，而數(shù)字鎖相環(huán)的精度較高。

鎖相環(huán)是一種反饋控制電路，作用是實(shí)現(xiàn)設(shè)備外部的輸入信號(hào)與內(nèi)部的振蕩信號(hào)同步。目前鎖相環(huán)應(yīng)用廣泛，比如：在通信中應(yīng)用于調(diào)制解調(diào)自動(dòng)頻率微調(diào)等系統(tǒng);在雷達(dá)中應(yīng)用于天線自動(dòng)跟蹤與精密輔角偏轉(zhuǎn)測(cè)量等系統(tǒng);在空間技術(shù)中主要應(yīng)用于測(cè)速定軌、測(cè)距與遙測(cè)數(shù)據(jù)獲取等系統(tǒng);在電視機(jī)中應(yīng)用于電視機(jī)同步、門限擴(kuò)展解調(diào)的同步檢波。傳統(tǒng)的模擬鎖相環(huán)有較短的鎖定時(shí)間，可以保證參考時(shí)鐘源和輸出時(shí)鐘的穩(wěn)態(tài)相差。但其中心頻點(diǎn)受VCO的限制而范圍較小，環(huán)路帶寬較寬;當(dāng)參考源出現(xiàn)瞬斷或者參考時(shí)鐘源切換時(shí)，VCO輸出時(shí)鐘頻率會(huì)出現(xiàn)較大的相位瞬變。全數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)與傳統(tǒng)的模擬電路實(shí)現(xiàn)的PLL相比，具有精度高且不受溫度和電壓影響，環(huán)路帶寬和中心頻率編程可調(diào)，并且應(yīng)用在數(shù)字系統(tǒng)中時(shí)，不需A/D及D/A轉(zhuǎn)換。

最后，小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對(duì)小編來說都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。希望大家對(duì)鎖相環(huán)已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí)，最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。