通信電子線路第7章

2024/8/211第7章反饋控制電路（AGC、AFC、PLL、頻率合成）2024/8/212第7章反饋控制電路自動增益控制電路AGC自動頻率控制電路AFC自動相位控制電路PLL——鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)2024/8/213

放大器、振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器等功能電路可組成完整的通信系統(tǒng),但系統(tǒng)性能不一定完善。如,在AM接收機中,天線接收信號的強度往往由于電波傳播原因會有較大的起伏變化,導致放大器輸出信號時強時弱不規(guī)則變化,有時造成阻塞。如,在通信系統(tǒng)中,收發(fā)兩地的載頻應保持嚴格同步,使輸出中頻穩(wěn)定,而要做到這一點也比較困難。為什么引入反饋控制電路2024/8/214

反饋控制器對輸入xi與反饋信號x0進行比較，檢測出與預定關(guān)系之間的差值，產(chǎn)生相應糾正（誤差）信號xe對輸出x0進行修正，達到穩(wěn)定。反饋控制電路原理2024/8/215圖7-12024/8/216自動增益控制(AutomaticGainControl）——AGC：控制輸出信號大小

。自動頻率控制(AutomaticFrequencyControl）——AFC

：維持工作頻率穩(wěn)定。自動相位控制(PhaseLockedLoop，鎖相環(huán)）——PLL：鎖定相位。反饋控制電路的類型2024/8/217通信系統(tǒng)中,接收機所接收的信號強弱變化范圍很大,信號最強時與最弱時可相差幾十分貝。信號太強時會造成接收機飽和或阻塞,而信號太弱時又可能被丟失。AGC電路,使接收機的增益隨輸入信號強弱而變化。

接收機幾乎不可缺少，在發(fā)射機或其它電子設備中,自動增益控制電路也有廣泛的應用。7.1自動增益控制電路（AGC）

2024/8/218通過環(huán)路的反饋控制，使輸入信號ui

幅度增大或減小時，輸出信號u0幅度保持恒定或僅在很小的范圍內(nèi)變化。7.1.1AGC電路工作原理與指標性能AGC電路原理框圖低通濾波峰值檢波1.電路組成框圖2024/8/219AGC電路里,比較參量是信號電壓,采用電壓比較器。峰值檢波器檢出輸出信號峰值,

低通濾波器濾去高頻分量,然后進行直流放大后與恒定參考電平Ur比較,產(chǎn)生一個誤差信號uc。

uc控制放大器增益Ag,當輸出Uo

較小時，uc控制Ag增大；當輸出Uo

較大時，uc控制Ag減小。通過環(huán)路不斷地循環(huán)反饋,使輸出信號振幅Uo

保持基本不變或僅在較小范圍內(nèi)變化。2.誤差信號提取過程3.濾波器的作用環(huán)路中的低通濾波器是非常重要的。由于發(fā)射功率變化,距離遠近變化,電波傳播衰落等引起信號強度的變化是比較緩慢的,因此整個環(huán)路應具有低通傳輸特性,這樣才能保證僅對信號電平的緩慢變化有控制作用。尤其當輸入為調(diào)幅信號時,為了使調(diào)幅波的有用幅值變化（例如普通調(diào)幅波的包絡變化）不會被自動增益控制電路的控制作用所抵消（此現(xiàn)象稱為反調(diào)制）,必須恰當選擇環(huán)路的頻率響應特性和上限截止頻率,使環(huán)路對高于截止頻率的調(diào)制信號的變化無響應,而僅對低于截止頻率的緩慢變化的信號才有控制作用。也就是說，環(huán)路截止頻率必須低于調(diào)制信號的最低頻率，才不會出現(xiàn)反調(diào)制。環(huán)路帶寬取決于低通濾波器的截止頻率。2024/8/21104.控制過程說明又有：Uy0=Ag(0)Ux02024/8/2111設輸出信號振幅Uy與控制電壓Uc的關(guān)系為Uy=Uy0+kcuc=Uy0+ΔUy

根據(jù)：Uy=Ａg(uc)Ux

得到：Uy=Ag(uc)Ux=［Ag(0)+kguc］Ux其中：Ag(uc)=Ag(0)+kguc式中Uy0為uc=0時所對應的輸出信號振幅,Ux0和Ａg（０）是在uc=0時輸入信號振幅和放大器增益,ｋc和ｋｇ皆為常數(shù),表示均為線性控制。若低通濾波器對于直流信號的傳遞函數(shù)Ｈ（s）＝１,當誤差信號ue＝０時,由圖7-1可寫出UR

和Uy0、Ｕx0之間的關(guān)系。即：UR=k2k3Uy0=k2k3Ag(0)Ux0當：Ux≠Ux0且保持恒定時,環(huán)路經(jīng)自身調(diào)節(jié)后達到新的平衡狀態(tài),這時的誤差電壓為：ue∞=kb(ＵR-k2k3Ｕy∞)又：uy∞=［Ag(０)+kbk1ue∞］Ux

從以上兩式可知,ue∞≠0,由于：Ux≠Ux0,同時Ｕy∞≠Ｕy0,即AGC電路是有電平誤差的控制電路。式中:k2、k3和kb均為比例系數(shù)。

2024/8/21125.動態(tài)范圍AGC電路的目的是利用電壓誤差信號ue去消除輸出信號振幅Uy與理想電壓振幅Uy0之間的電壓誤差。

AGC電路的實際要求，一方面希望輸出信號振幅的變化越小越好,即與理想電壓振幅Uy0的誤差越小越好；另一方面也希望容許輸入信號振幅Ｕx的變化越大越好,也就是說,在給定輸出信號幅值變化范圍內(nèi),容許輸入信號振幅的變化越大,則表明AGC電路的動態(tài)范圍越寬,性能越好。設ｍo是AGC電路限定的輸出信號振幅最大值與最小值之比（輸出動態(tài)范圍）

即2024/8/2113ｍi為AGC電路容許的輸入信號振幅的最大值與最小值之比（輸入動態(tài)范圍）,

即：若：Ａgmax是輸入信號振幅最小時可控增益放大器的增益,為最大增益Ａgmin是輸入信號振幅最大時可控增益放大器的增益,為最小增益。比值mi/mo越大,表明AGC電路輸入動態(tài)范圍越大,而輸出動態(tài)范圍越小,則AGC性能越佳。這就要求可控增益放大器的增益控制倍數(shù)ng盡可能大。ng也可稱為增益動態(tài)范圍,通常用分貝數(shù)表示146.響應時間特性AGC電路是通過對可控增益放大器增益的控制來實現(xiàn)對輸出信號振幅變化的限制,而增益的變化又取決于輸入信號振幅的變化。所以,要求AGC電路的反應既要能跟得上輸入信號振幅的變化速度,又不會出現(xiàn)反調(diào)制現(xiàn)象,這就是響應時間特性。對AGC電路的響應時間長度的要求取決于輸入信號Ux的類型和特點,根據(jù)響應時間長短分別有慢速AGC和快速AGC之分。而響應時間長短的調(diào)節(jié)由環(huán)路帶寬決定,主要是低通濾波器的帶寬。低通濾波器帶寬越寬,則響應時間越短,但容易出現(xiàn)反調(diào)制現(xiàn)象。增益動態(tài)范圍和響應時間是AGC電路的兩個主要性能指標。2024/8/2115

例7.1某接收機輸入信號振幅的動態(tài)范圍是62dB,輸出信號振幅限定的變化范圍為30%。若單級放大器的增益控制倍數(shù)為20dB,需要多少級AGC電路才能滿足要求？

2024/8/2116

7.1.2、AGC電路的類型

1．簡單AGC電路

簡單AGC的參考電平Ur＝0。AGC的特性曲線如圖：

只要輸入信號振幅Ui增加,AGC就使增益Ag減小,使輸出信號振幅Uo減小。適用：輸入信號較大的場合。2024/8/21172．延遲AGC電路延遲AGC有一起控門限

（即參考電壓Ur），

它與輸入信號振幅Uimin對應,

如圖。2024/8/21182024/8/21197.1.3AGC電路在通信系統(tǒng)中的應用具有簡單AGC的調(diào)幅接收機框圖

可控增益放大器反饋控制器

LPF簡單AGC缺點：只要有輸入信號，AGC就起控制作用，對接收弱信號不利。2024/8/2120

簡單AGC特性曲線特點：一有輸入信號，AGC就起作用，增益就減小，因而對提高靈敏度不利2024/8/2121改變“延遲電壓”可改變門限的大小低通濾波器VD、C1、R1組成AGC檢波器延遲AGC電路只有放大器的輸出大于延遲電壓后，即輸入信號幅度大于門限電壓時，AGC檢波器才工作。這種AGC電路由于需要延遲到Ｕx＞Ｕxmin之后才開始控制作用,故稱為延遲AGC?！把舆t”二字不是指時間上的延遲。

2024/8/21222024/8/2123具有延遲式AGC的調(diào)幅接收機框圖當AGC檢波器輸入信號幅度小于UR時，AGC檢波器不工作，AGC電壓為零，AGC不起控制作用。當AGC檢波器輸入信號幅度大于UR時，AGC電路才起控制作用。2024/8/21247.1.4AGC電路

三極管可控增益放大電路2024/8/2125反向AGC正向AGC(a)(b)2024/8/21262024/8/21277.2自動頻率控制電路7.2.1AFC的工作原理：

用頻率誤差電壓消除頻率偏差。AFC電路組成：頻率比較器、低通濾波器、可控頻率器件（壓控振蕩器VCO）三部分,如圖。AFC工作原理框圖2024/8/21287.2.2AFC電路的主要性能指標暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)響應

可控頻率器件通常是壓控振蕩器（VCO）,其輸出振蕩角頻率可寫成：由圖可得AFC電路的閉環(huán)傳遞函數(shù)

2．跟蹤特性

由圖可求得AFC電路的誤差傳遞函數(shù)T（s）,它是誤差角頻率Ωe（s）與參考角頻率Ωr（s）之比,其表達式為2024/8/2130鑒頻器的中心頻率是ωIωoωL=ωc+ωI

通過鑒頻器的控制電壓uc控制壓控振蕩器的輸出頻率穩(wěn)定在ωL上，從而維持中頻放大器的載頻ωc的穩(wěn)定性。7.2.3AFC電路的應用1.在調(diào)幅接收機中用于穩(wěn)定中頻頻率2024/8/2131晶體振蕩器提供標準頻率fr，調(diào)頻振蕩器的中心頻率為fc；鑒頻器的中心頻率調(diào)在(fr－fc)上。由于fr穩(wěn)定度很高，當fc發(fā)生漂移時，混頻器輸出的頻差也跟隨變化，使限幅鑒頻器輸出電壓發(fā)生變化，經(jīng)濾波器后的誤差電壓加到調(diào)頻振蕩器上，調(diào)節(jié)其振蕩頻率使之中心頻率穩(wěn)定。2、AFC應用—調(diào)頻發(fā)射機2024/8/21327.3自動相位控制電路——鎖相環(huán)路鎖相環(huán)路的基本工作原理鎖相環(huán)的性能分析單片集成鎖相環(huán)路鎖相環(huán)的應用2024/8/2133鎖相環(huán)路的基本工作原理鎖相環(huán)路也是一種以消除頻率誤差為目的的反饋控制電路。但它的基本原理是利用相位誤差電壓去消除頻率誤差,所以當電路達到平衡狀態(tài)之后,雖然有剩余相位誤差存在,但頻率誤差可以降低到零,從而實現(xiàn)無頻差的頻率跟蹤和相位跟蹤。而且,鎖相環(huán)還具有可以不用電感線圈、易于集成化、性能優(yōu)越等許多優(yōu)點,因此廣泛應用于通信、雷達、制導、導航、儀表和電機等方面。2024/8/2134鎖相環(huán)路的基本工作原理鑒相器（PD）：用以比較ui、uo相位，輸出反映相位誤差的電壓uD(t)。環(huán)路濾波器（LF）：用以濾除誤差信號中的高頻分量和噪聲，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。壓控振蕩器（VCO）：在uC(t)控制下輸出相應頻率fo。2024/8/2135兩個正弦信號的頻率和相位之間的關(guān)系若能保證兩個信號之間的相位差恒定，則這兩個信號的頻率必相等。2024/8/2136若wi≠wo，則ui(t)和uo(t)之間產(chǎn)生相位變化，鑒相器輸出誤差電壓uD(t)，它與瞬時誤差相位成正比，經(jīng)過環(huán)路濾波，濾除了高頻分量和噪聲而取出緩慢變化的電壓uc(t)，控制VCO的角頻率wo，去接近wi。最終使wi=wo

，相位誤差為常數(shù)，環(huán)路鎖定，這時的相位誤差稱為剩余相位誤差或穩(wěn)態(tài)相位誤差。2024/8/21377.3.2鎖相環(huán)路的數(shù)學模型1、鑒相器(PD)設壓控振蕩器的輸出電壓為ωo0是壓控振蕩器未加控制電壓時固有振蕩角頻率；

o(t)是以ωo0為參考的瞬時相位。環(huán)路輸入電壓ui(t)為其相位可改寫為則ui(t)與uo(t)之間的瞬時相位差為以ωo0為參考的輸入信號瞬時相位。設鑒相器具有正弦鑒相特性，則2024/8/2138環(huán)路濾波器電路模型2、環(huán)路濾波器(LF)RC

積分濾波器RC

比例積分濾波器有源比例積分濾波器圖（b）電路的傳遞函數(shù)為將AF(s)中的復頻率s用微分算子p替換，可得2024/8/21393、壓控振蕩器(VCO)在uc=0附近，控制特性近似線性：以ωo0為參考的瞬時相位

o(t)為可見壓控振蕩器是一個理想的積分器將積分符號用微分算子p=d/dt的

倒數(shù)表示VCO的控制特性VCO的相位模型2024/8/21404、PLL的相位模型和基本方程環(huán)路的基本方程式為兩邊對t求導數(shù)并移項，得鎖相環(huán)路相位模型2024/8/2141稱瞬時角頻差，表示VCO

角頻率ωo偏離輸入角頻率ωi的數(shù)值稱控制角頻差，表示壓控振蕩器在uc(t)=AdAF(p)sin[

e(t)]的作用下，產(chǎn)生振蕩角頻率ωo偏離ωo0的數(shù)值。稱輸入固有角頻差，表示輸入信號角頻率ωi偏離ωo0的數(shù)值。2024/8/2142可見：鎖相環(huán)路閉合后的任何時刻，瞬時角頻差Δωe(t)與控制角頻差Δωo(t)之和恒等于輸入固有角頻差Δωi(t)若輸入固有角頻差Δωi(t)=Δωi為常數(shù)，即ui(t)為恒定頻率的輸入信號，則在環(huán)路進入鎖定過程中，瞬時角頻差Δωe(t)不斷減小，而控制角頻差Δωo(t)不斷增大，兩者之和恒等于Δωi，直到瞬時角頻差減小到零，控制角頻差增大到Δωi

，壓控振蕩器的振蕩角頻率ωo等于輸入信號角頻率ωi

時，環(huán)路進入鎖定。環(huán)路鎖定時的相位誤差

e(t)是一個固定值，用

e∝表示，稱為剩余相位誤差或穩(wěn)態(tài)相位誤差。正是這個穩(wěn)態(tài)相位誤差，才使鑒相器輸出一個直流電壓，控制壓控振蕩器的振蕩角頻率，使之等于輸入信號角頻率。環(huán)路鎖定時，Δωi增大，

e∝也相應增大。說明Δωi越大，將VCO振蕩角頻率調(diào)整到等于輸入信號角頻率所需的控制電壓越大，因而產(chǎn)生這個控制電壓的

e∝也就越大。但Δωi過大，環(huán)路將無法鎖定，此時環(huán)路將不存在使它鎖定的

e∝

。2024/8/21437.3.3、鎖相環(huán)路捕捉與跟蹤由失鎖進入鎖定的過程稱為捕捉過程。能夠由失鎖進入鎖定的最大輸入固有頻差稱為環(huán)路捕捉帶，用Δωp表示。若環(huán)路初始狀態(tài)是鎖定的，因某種原因使頻率發(fā)生變化，環(huán)路通過自身的調(diào)節(jié)來維持鎖定的過程稱為跟蹤過程。能夠保持跟蹤的輸入信號頻率與壓控振蕩器頻率最大頻差范圍稱為同步帶（又稱跟蹤帶），用ΔωH表示。捕捉過程：失鎖

鎖定

跟蹤過程：鎖定

維持鎖定鎖相環(huán)的相位模型及環(huán)路方程鎖相環(huán)的相位模型瞬時頻差控制頻差固有頻差環(huán)路方程捕捉過程—環(huán)路由失鎖進入鎖定的過程a.Δωi

較小→ud(t)能順利通過LF得到uC(t)→控制VCO→環(huán)路鎖定捕捉帶(Δωp)——環(huán)路由失鎖進入鎖定所允許信號頻率偏離ωr的最大值。捕捉時間(τP

)——環(huán)路由失鎖狀態(tài)進入鎖定狀態(tài)所需的時間b.Δωi較大→ud(t)通過LF有較大衰減→uC(t)較小→經(jīng)頻率牽引過程時間長→環(huán)路鎖定c.Δωi很大→ud(t)不能通過LF產(chǎn)生uC(t)→VCO不受控→環(huán)路失鎖跟蹤過程—環(huán)路維持鎖定的過程能夠維持環(huán)路鎖定所允許的最大固有頻差|Δωi|，稱為鎖相環(huán)路的跟蹤帶或同步帶。跟蹤過程（同步過程）跟蹤帶（同步帶）跟蹤帶（同步帶）和環(huán)路濾波器的帶寬及壓控振蕩器的頻率控制范圍有關(guān)。如果輸入信號頻率ωi

或VCO振蕩頻率ωo

發(fā)生變化，則VCO振蕩頻率ωo跟蹤ωi

而變化，維持ωo=ωi

的鎖定狀態(tài)，稱為跟蹤過程或同步過程。鎖相環(huán)的基本特性環(huán)路鎖定后，輸出信號與輸入信號頻率相等，沒有剩余頻差（有微小固定相差）良好的窄帶特性鎖定后沒有頻差自動跟蹤特性環(huán)路相當于一個高頻窄帶濾波器，只讓輸入信號頻率附近的頻率成份通過環(huán)路在鎖定時，輸出信號頻率和相位能在一定范圍內(nèi)跟蹤輸入信號頻率和相位的變化捕捉帶與同步帶為未加控制電壓時VCO的振蕩角頻率.輸入信號角頻率從低頻向高頻方向增加，當時，環(huán)路進入跟蹤狀態(tài)，圖(a)所示。然后繼續(xù)增加,VCO輸出信號角頻率跟蹤輸入信號角頻率變化,直到時，環(huán)路開始失鎖。(a)由低向高變化(b)由高向低變化(a)由低向高變化

(b)由高向低變化(a)由低向高變化

(b)由高向低變化輸入信號角頻率從高頻向低頻方向減少,當

時,環(huán)路并不發(fā)生鎖定,而要使

繼續(xù)下降到

時,環(huán)路才會再度進入鎖定，圖(b)所示,此后繼續(xù)降低,VCO輸出信號的角頻率又跟蹤輸入信號角頻率變化，當

下降到

時，環(huán)路又開始失鎖。

2024/8/21497.3.4鎖相環(huán)路的應用一、鎖相環(huán)路的基本特性（1）環(huán)路鎖定時，鑒相器的兩個輸入信號頻率相等，

沒有頻率誤差。（2）頻率跟蹤特性：環(huán)路鎖定時，VCO輸出頻率能

在一定范圍內(nèi)跟蹤輸入信號頻率的變化。（3）窄帶濾波特性：可以實現(xiàn)高頻窄帶帶通濾波。應用之一：鎖相倍頻、分頻與混頻倍頻電路框圖當反饋環(huán)路是分頻器時→倍頻電路當反饋環(huán)路是倍頻器時→分頻電路當反饋環(huán)路是混頻器和中頻放大器時→混頻電路應用之二：鎖相調(diào)頻和鑒頻鎖相環(huán)調(diào)頻鎖相環(huán)使VCO的中心頻率穩(wěn)定在晶振頻率上，同時調(diào)制信號也加至VCO上，從而實現(xiàn)調(diào)頻當輸入調(diào)頻波的頻率發(fā)生變化時，經(jīng)PD和LF后將得到一個與輸入信號的頻率變化相同的控制電壓，即實現(xiàn)鑒頻鎖相環(huán)鑒頻應用之三：調(diào)幅波的同步檢波原理框圖工作原理在對DSB及SSB調(diào)幅信號解調(diào)的同步檢波器中，必須有一與載波信號同頻同相的同步參考信號。圖中用載波跟蹤鎖相環(huán)路，在VCO輸出端經(jīng)900移相后而得到該信號。應用之四：彩色電視色副載波的提取原理框圖工作原理在彩色電視中，為了重現(xiàn)彩色，接收端必須要有與發(fā)送端完全相同的色副載波。而其中的色同步信號是其產(chǎn)生的基準。圖中利用鎖相環(huán)使VCO產(chǎn)生的色副載波，根據(jù)鎖相環(huán)的工作特點，該信號的頻率和相位受輸入端色同步信號的控制。應用之五：鎖相接收機原理框圖工作原理

通過鎖相環(huán)VCO產(chǎn)生本振頻率，實現(xiàn)對輸入信號頻率的跟蹤，保證輸出中頻信號頻率相對穩(wěn)定。2024/8/21557.4頻率合成器為實現(xiàn)高質(zhì)量的無線通信，抗干擾，近代通信系統(tǒng)往往要求通信機具有大量的、可供用戶選擇的、能迅速更換的頻率穩(wěn)定度和精度很高的載波信號頻率。晶體振蕩器雖然頻率穩(wěn)定度和精度很高，但其頻率值只能在很小范圍內(nèi)微調(diào)。頻率合成器作用：利用一個或多個基準頻率，產(chǎn)生一系列等間隔的離散頻率。這些頻率的頻率穩(wěn)定度和精度均和基準頻率的相同，且頻率轉(zhuǎn)換的時間很短。567.4.1頻率合成器的分類及主要技術(shù)指標1.頻率范圍2.頻率間隔（又稱分辨率）頻率穩(wěn)定度指：在規(guī)定的觀測時間內(nèi)，輸出頻率偏離標稱值的程度。一般用偏離值與輸出頻率的相對值來表示。頻率準確度指：實際工作頻率與標稱頻率值之差，又稱頻率誤差。3.頻率轉(zhuǎn)換時間4.頻率穩(wěn)定度和準確度相鄰頻率之間的最小間隔。從一個工作頻率轉(zhuǎn)換到另一個工作頻率，并達到穩(wěn)定工作所需要的時間。它包含電路延遲時間和PLL的捕捉時間。頻率合成器的工作頻率范圍。5.頻譜純度2024/8/21575.頻譜純度指輸出信號接近正弦波的程度。用有用信號電平與各寄生頻率分量總電平之比的分貝值表示。多數(shù)來自混頻器，對稱分布于有用信號兩側(cè)。2024/8/2158組成的設備或儀器稱為頻率合成器或頻率綜合器標準信號發(fā)生器由高穩(wěn)定度的晶體振蕩器構(gòu)成。

頻率合成的方法直接合成法間接合成法

—模擬直接合成法直接數(shù)字合成法鎖相頻率合成法

7.4.2頻率合成的基本方法2024/8/2159

1．直接頻率合成

模擬直接頻率合成

由諧波發(fā)生器、濾波器、倍頻器、分頻器和混頻器等組合成的一組或多組電路,由一個或多個參考頻率來合成一系列所需要的實用頻率。相干頻率合成相干直接頻率合成鎖相頻率合成DDS頻率合成非相干直接頻率合成由很多晶體振蕩器組成參考頻率，合成一系列所需要的頻率。相干直接頻率合成由一個高穩(wěn)定度的晶體振蕩器的參考頻率合成一系列的所需頻率。分類參考頻率數(shù)目2024/8/2160非相干直接合成框圖合成器用了兩組晶體振蕩器,一個混頻器和一個帶通濾波器.混頻器輸出取和頻,合成器輸出頻率范圍為55.00~55.99MHz,共100個點頻,頻率間隔為Δfo=10kHz2024/8/2161非相干雙混頻分頻直接合成框圖Δf0~9表示從Δf=0開始的10個頻率增量,即由面板開關(guān)控制的頻率步進間隔。輸出頻率:fo=(f1+f2+f3+Δf0~9)／10兩個混頻器帶通濾波器選出和頻輸出方波晶體振蕩參考頻率

晶體切換的晶振若令f1+f2+f3＝10f1，則輸出頻率:2024/8/2162相干直接合成框圖參考頻率

六個輸出頻率,頻率間隔為0.5MHz,且可以同時輸出2024/8/2163

2．鎖相頻率合成

鎖相頻率合成——應用鎖相環(huán)路PLL(PuaseLockedLoop)

實現(xiàn)頻率合成的方法，又稱之為相干間接頻率合成法。單環(huán)PLL合成框圖

當環(huán)路鎖定時在鑒相器PD輸入端的兩輸入頻率必然是相等的:在基本PLL中插入一個可變分頻器N,稱NPLL頻率分辨率等于參考頻率fr

2024/8/2164輸出頻率的頻率切換時間ts與參考頻率fr的經(jīng)驗公式:頻率分辨率與頻率切換時間成反比(2)在輸出頻率覆蓋范圍較寬,而頻率分辨率又要求較高的情況下,因參考頻率必須低,則環(huán)路分頻比N的變化范圍將很大,使環(huán)路增益在波段范圍內(nèi)將有很大的變化，必然使NPLL性能很不穩(wěn)定。

存在的問題:(1)在目前的跳頻通信系統(tǒng)中,要求頻率分辨率為1Hz,而頻率切換時間則要求小于10μs,這對單環(huán)NPLL頻率合成是無法實現(xiàn)的。

2024/8/2165(3)PLL環(huán)路的環(huán)路濾波是用來濾除鑒相器輸出的參考頻率和諧波及雜散噪聲等,所以環(huán)路濾波器的帶寬必須小