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關于鎖相環(huán)(PLL)的工作原理

時間：2021-10-09 14:24:48
關鍵字： PLL    鎖相環(huán)   
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[導讀]鎖相環(huán)英文名稱PLL（PhaseLockedLoop），中文名稱相位鎖栓回路，現(xiàn)在簡單介紹一下鎖相環(huán)的工作原理。鎖相環(huán)通常由鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO）三部分組成，鎖相環(huán)組成的原理框圖如圖1所示。鎖相環(huán)中的鑒相器又稱為相位比較器，它的作用是檢測輸入信號...

鎖相環(huán)英文名稱PLL（Phase Locked Loop），中文名稱相位鎖栓回路，現(xiàn)在簡單介紹一下鎖相環(huán)的工作原理。



鎖相環(huán)通常由鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO）三部分組成，鎖相環(huán)組成的原理框圖如圖1所示。




鎖相環(huán)中的鑒相器又稱為相位比較器，它的作用是檢測輸入信號和輸出信號的相位差，并將檢測出的相位差信號（PD），經(jīng)環(huán)路濾波器濾波后形成電壓VR來控制壓控振蕩器的電壓，該電壓對振蕩器輸出信號的頻率實施控制。假設外部基準時鐘產(chǎn)生的頻率為Fr，電壓振蕩器VCO產(chǎn)生的頻率為Fo，當Fr和Fo輸入相位比較器的輸入端時，比較器就會輸出比較誤差信號PD，如圖2所示：





當Fr>Fo時，也就是VCO分頻后的振蕩頻率比基準頻率低的時候，此時相位比較器的輸出PD如圖2所示，比較器會輸出正脈沖信號，使VCO的振蕩頻率提高。



當Fr



誤差信號PD通過環(huán)路濾波器的積分，便可以得到直流電壓VR，由于控制電壓VR發(fā)生變化，VOC振蕩頻率會發(fā)生變化，使得Fr=Fo，當Fr=Fo時，誤差信號PD會成為高阻狀態(tài)，使得PLL鎖栓。



鎖相環(huán)中的鑒相器由模擬乘法器組成的鑒相器電路如圖3所示：









實際應用中，假設外部基準時鐘100MHz，VCO輸出為1000Mhz，那么可以將VOC輸出的頻率進行2分頻為500MHz運用到實際應用電路中，將VOC輸出的頻率進行10分頻為100MHz運用到實際應用電路中，需要單獨輸出一路對VCO進行10分頻到和外部基準時鐘一樣的頻率用來校準VCO輸出的1000Mhz時鐘。



總之，外部的100MHz的基準時鐘不是用來使PLL產(chǎn)生時鐘的，是PLL會產(chǎn)生一個時鐘VCO，但是這個時鐘是一個不穩(wěn)定的時鐘，需要用外界一個穩(wěn)定的晶體時鐘進行校準。




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