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文档简介
模拟鉴相器的基本特性
鉴相器有两个输入信号:输入参考信号uR和压控振荡器的输出信号uV,鉴相器将两输入信号的相位进行比较后,输出一误差信号ud,若PD为线性鉴相器,输出误差电压ud可表示如下:
鉴相器的框图
ud=Kde(e=R–V)其中Kd称为鉴相灵敏度,单位为V/rad。1.鉴相器的基本特性鉴相电路可以用一个直观简化的数学模型来表示:
图鉴相器的数学模型2.脉冲抽样保持鉴相器(数字型)1.模拟乘法器鉴相器(模拟型)3.异或门鉴相器(数字型)
鉴相器的分类(PHASEDETECTOR)
此类鉴相电路采用模拟乘法器作为相位比较电路核心器件。将输入信号u
R(t)与输出信号uv(t)的相位进行比较,产生与两信号的相位差对应的误差电压ud
(t),实现相位-电压的转换。图模拟乘法器电路2.模拟乘法器鉴相器(模拟型)
为了分析方便,设压控振荡器的固有振荡角频率ωr为参考频率,则输入信号角频率ωR和压控振荡器的实际振荡频率ωV可分别表示为:
ωR=ωr+dθR(t)/dt
(1)
ωV=ωr+dθv(t)/dt
(2)式中θR(t)、θV(t)分别是输入信号和输出信号的瞬时相位。由瞬时频率与瞬时相位的关系:
模拟乘法器鉴相器(模拟型)则:uR(t)=URmcos[ωrt+θR(t)],uv(t)=Uvmcos[ωrt+θV(t)+φv],其中φv为输出信号的初始相位,为分析方便设φv=90°:ud=kmuRuv=KmURmcos[ωrt+θR(t)]Uvmcos[ωrt+θV(t)+90º]=(1/2)KmURmUvm{cos[2ωrt+θR(t)+θV(t)]+cos[θR(t)-θv(t)-90º]}=(1/2)KmURmUvm
sin[θR(t)–θV(t)]
(加低通滤波器滤掉高频分量)
ud(t)=Kdsinθe(t)
鉴相器的鉴相灵敏度:Kd=KmURmUvm/2,它由鉴相器的增益和输入、输出信号的幅度决定,θe(t)=θR(t)–θV(t)为输入信号与输出信号的瞬时相位差。高频(HF)分量模拟乘法器鉴相器(模拟型)
由于鉴相特性呈正弦函数,在±90°之间θe(t)为单值对应关系。而实际上要求θe(t)的范围小于±30°,这时,sinθe(t)≈θe(t),则鉴相特性近似为线性函数:
ud(t)=Kdθe(t)
模拟乘法器的正弦鉴相
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