第八章锁相技术射频通信电路2优秀文档

8.3捕捉性能捕捉：失锁

自身的反馈控制作用锁定分析依据：环路非线性微分方程本节内容：定性的分析二阶环的捕捉过程、捕捉带、

捕捉时间及影响捕捉性能的环路参数

定性分析二阶环捕捉过程要抓住两点：①正弦鉴相器的输出是一个差拍正弦信号，它的频率是输入信号与VCO的频率差②

环路滤波器LF是低通滤波器

定性分析：当输入固有频差为不同值时的捕捉情况（1）

很大

分析捕捉过程时，假设输入信号频率不变正弦鉴相器输出：很大，频率很高环路滤波器是RC低通——滤除，（2）

较小

正弦鉴相器输出：0，不能捕捉小，频率低，在环路滤波器通带内较小时的捕捉特征：VCO的频率变化：正弦波幅度大在以正弦方式摆动的一周内，一旦等于，环路即锁定

摆幅大锁定捕捉过程：LFVCO①

控制电压在正弦变化一周内就捕获的现象称为快捕

定义：②能实现快捕的最大输入固有频差称为快捕带

快捕带与环路的参数关系如何？

的最大摆动幅度为由快捕带的定义,得：若采用RC低通滤波器，它的传递函数为：则若满足>>,则有：采用不同环路滤波器，快捕带不同捕捉过程:LF并没有完全被衰减结果如何?在上下摆动，而又是恒定的正弦变化，不能快捕:因为>,频率较高LFVCO的摆幅必定:较小（3）间于上述两者之间②能实现快捕的最大输入固有频差称为快捕带积累中的直流分量，不断牵引VCO②环路滤波器LF是低通滤波器快捕带与环路的参数关系如何？当N变化时，环路失锁——需重新捕获——锁定无法使，没有捕获与环路的带宽的立方成正比与环路的带宽的立方成正比缩短捕捉时间实例1：捕捉时间与环路参数的关系与环路的带宽的立方成正比大变化速率快改进方法：将反映分频比N的频率控制值0tVCO的频率变化——正弦出现现象:VCO与输入信号的频差也将随时间摆动t=0时，频差为t=t1时，频差为t=t2结果：、是不对称的正弦波大

变化速率快反之对应为~2，

，对应为0~，

小，间变化速率慢由于而且：当

0使

时，减小，当

0使

时，

增大，在0～和～2间变化速率不同鉴相器的输出变为正半周长，负半周短的不对称正弦波不对称波谐波——被LF滤除基波——被LF衰减正平均分量——通过LF使VCO频率向牵引新频差初始频差由于频差减小，LF(低通）对的通过能力增大，即>产生一个更大的控制电压

VCO频偏更大

更向方向牵引环路滤波器输出的控制电压逐渐变大

直到能够摆动到时，环路就可通过快捕过程到达锁定

鉴相器输出的差拍信号的频率逐渐降低捕捉过程使:归纳:（1）二阶环捕捉过程频率牵引——时间长快捕——相位锁定——时间短捕捉时间主要是指频率牵引的时间（2）二阶环的频率牵引作用主要由环路滤波器引起环路滤波器的作用衰减中的交流分量积累中的直流分量，不断牵引VCO直至锁定推论——一阶环只有快捕，没有频率牵引（3）环路滤波器及环路增益对捕捉性能影响很大推论：捕捉带总是小于同步带整个同步过程的特征：环路始终处于锁定状态捕捉过程的特征：环路一直处于失锁状态鉴相器输出是直流：LF增益最大鉴相器输出交流：LF增益控制电压是直流控制电压是交流测量同步带时，缓慢增大，结果？测量捕捉带时，不断减小结果？控制VCO使，锁定边缘控制VCO，但不够大，无法使，没有捕获捕获同步跟踪捕捉继续减小因此，捕捉带

一定小于同步带捕捉带当减小到点小点，＝最大同步：当增大到捕捉：捕捉时间与环路参数的关系与环路的带宽的立方成正比与输入固有频差的平方成正比缩短捕捉时间的思路：（1）扩展环路带宽()改变增益改变时间常数（2）减小输入频差——方法？而且：当0使时，减小，积累中的直流分量，不断牵引VCO改进方法：将反映分频比N的频率控制值②环路滤波器LF是低通滤波器与输入固有频差的平方成正比环路滤波器是RC低通——滤除，产生一个更大的控制电压VCO频偏更大它的频率是输入信号与VCO的频率差捕捉时间与环路参数的关系②能实现快捕的最大输入固有频差称为快捕带积累中的直流分量，不断牵引VCO缩短捕捉时间实例1：使VCO频率向牵引（2）二阶环的频率牵引作用主要由环路滤波器引起当N变化时，环路失锁——需重新捕获——锁定，对应为0~，控制VCO使，锁定边缘锁相环的细调和外电路粗调相结合正平均分量——通过LF在0～和～2间②能实现快捕的最大输入固有频差称为快捕带，对应为0~，由快捕带的定义,得：（2）二阶环的频率牵引作用主要由环路滤波器引起定性分析二阶环捕捉过程要抓住两点：控制VCO，但不够大，与输入固有频差的平方成正比推论——一阶环只有快捕，没有频率牵引与环路的带宽的立方成正比捕捉时间主要是指频率牵引的时间捕捉时间主要是指频率牵引的时间使VCO频率向牵引反之对应为~2，缩短捕捉时间实例1：频率合成器原理图当N变化时，环路失锁——需重新捕获——锁定改进方法：将反映分频比N的频率控制值D/A变换，得模拟电压粗调VCO，使VCO频率向减小频差方向移动锁相环的细调和外电路粗调相结合锁定时进入鉴相器两信号频率相等：频率合