De Bellescize于1932年提出同步檢波理 論首次公開發(fā)表了對鎖相環(huán)的描述實現(xiàn) 同步檢波。到1940年鎖相環(huán)第一次用于電 視接收機掃描同步裝置中改善了電視圖 像質(zhì)量。隨后由杰斐和里希廷利用鎖相環(huán) 路作為導(dǎo)彈信標的跟蹤濾波器獲得成功 第一次發(fā)表了包含有噪聲效應(yīng)的鎖相環(huán)路 線性理論分析的文章同時解決了鎖相環(huán) 路最佳化設(shè)計的問題。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展逐漸出現(xiàn)了集成的環(huán)路部件、通用 單片集成鎖相環(huán)及多種專用集成鎖相環(huán) PLL變成一個成本低、使用簡便的多功能組 件。鎖相原理的應(yīng)用已經(jīng)深入到通 信、雷達、原子物理學(xué)流體力學(xué)等。

由于鎖相環(huán)路結(jié)構(gòu)簡單性能優(yōu)越等 特點廣泛應(yīng)用于無線電通信、數(shù)字電 視、廣播等眾多領(lǐng)域。概括起來相鎖環(huán)的 應(yīng)用主要以下幾方面。

(1)時鐘發(fā)生器頻率綜合器。鎖相環(huán)鎖 定后輸出時鐘頻率是輸入時鐘頻率的N 倍也就是說鎖相環(huán)可以從低頻輸入時鐘 產(chǎn)生高頻輸出時鐘。系數(shù)N是固定的稱為 時鐘發(fā)生器可以變化的稱為頻率綜合器。 與石英晶體振蕩器相比用鎖相環(huán)提供時 鐘成本低對印刷電路板、芯片封裝的帶寬 要求大為降低。

(2)時鐘恢復(fù)。數(shù)字通信系統(tǒng)中發(fā)送端 往往只發(fā)送數(shù)據(jù)流而不傳輸時鐘信號。接 收端為了能正確地接收數(shù)據(jù)必須從數(shù)據(jù) 中恢復(fù)出同步時鐘。

(3)抑制時滯效應(yīng)。時鐘信號負載大需 通過緩沖器來提高其驅(qū)動能力;芯片內(nèi)部 有連線延遲為了抑制時滯、提高系統(tǒng)的穩(wěn) 定性可以采用鎖相環(huán)來校準時鐘。

(4)調(diào)制和解調(diào)器。鎖相環(huán)本身就是一 個調(diào)頻解調(diào)器經(jīng)過合理的應(yīng)用鎖相環(huán)路 可以作任何調(diào)制方式的調(diào)制器和解調(diào)器。

鎖相環(huán)誕生以來已越來越廣泛地應(yīng) 用于科研、生產(chǎn)、生活中。 2100433B

鎖相造價信息

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鎖相是使被控振蕩器的相位受標準信號或外來信號控制的一種技術(shù),用來實現(xiàn)與外來信號相位同步,或跟蹤外來信號的頻率或相位。鎖相是相位鎖定的簡稱,其含義是表示兩個信號的之間的相位同步。

鎖相環(huán)技術(shù)(PLL)是實現(xiàn)相位自動控制的一門新技術(shù)。鎖相即相位鎖定自動相位 控制(APC)利用相位自動調(diào)節(jié)的方法實現(xiàn) 兩個信號的相位同步。鎖相環(huán)就是完成這 一任務(wù)的相位負反饋控制系統(tǒng)。鎖相是促進信號之間的相位同步,從而促進鎖相環(huán)的運行。

鎖相發(fā)展與應(yīng)用常見問題

鎖相發(fā)展與應(yīng)用文獻

鎖相放大器的設(shè)計 鎖相放大器的設(shè)計

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鎖相放大器的設(shè)計 【摘要】本系統(tǒng)以超低功耗 MSP430G2553 作為處理核心,用 OPA244、 OPA2237、LM324N、LM3119 等實現(xiàn)對微弱信號的檢測。該電路由信號調(diào)理模 塊、移相器模塊、相敏檢波器和數(shù)碼管四個模塊組成。 信號調(diào)理模塊包括加法器, 交流放大器,四階帶通濾波器, 信號調(diào)理電路子模塊, 其具有微弱信號放大和調(diào) 理、抑制干擾和噪聲的作用。移相器模塊由多個比較器,積分器組成,實現(xiàn)與被 測信號的同步,產(chǎn)生可 180°移相的方波傳輸給 MCU,由數(shù)碼管顯示被測信號的 幅度。 【關(guān)鍵詞】微弱信號 ;移相器 ;msp430;相敏檢波器 1.鎖相放大器設(shè)計原理 根據(jù)相關(guān)接收原理,在相關(guān)接收中, 可以把兩個信號的函數(shù) f1(t)和 f2( t) 的相關(guān)函數(shù)定義為: 它是度量一個隨機過程在時間 t 和兩時刻線性相關(guān)的統(tǒng)計參數(shù),如果 f1( t) 和 f2(t)完全沒有關(guān)系,則相

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雙鎖相法在脈沖強磁場弱信號測量中的應(yīng)用 雙鎖相法在脈沖強磁場弱信號測量中的應(yīng)用

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評分: 4.7

為了解決在脈沖磁場下電輸運測量無法使用傳統(tǒng)鎖相放大器進行弱信號測量的問題,根據(jù)鎖相原理,設(shè)計實現(xiàn)了1套數(shù)字鎖相系統(tǒng),并使用LabVIEW軟件編寫了相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序。通過對信號通過低通濾波器前后波形因為延時而發(fā)生的相移的仿真,設(shè)計中在還原數(shù)據(jù)時截去掉與所用低截止頻率相關(guān)的點數(shù)后,可以消除濾波器延時帶來的數(shù)據(jù)誤差,使得測量數(shù)據(jù)很好地還原了原始信號。通過脈沖強磁場下實際樣品的電輸運測量,證實了所設(shè)計的數(shù)字鎖相系統(tǒng)可以滿足脈沖強磁場強干擾環(huán)境下弱信號的測量需求。

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鎖相技術(shù)最初應(yīng)用于電子技術(shù)是為了得到頻率準確和穩(wěn)定的振蕩信號。采用電子電路使一個振蕩信號與一個標準(或外來)振蕩信號保持有固定的相位差,使信號的頻率鎖定在標準(或外來)信號的頻率上,這種技術(shù)稱為鎖相技術(shù)。把鎖相技術(shù)應(yīng)用于控制技術(shù)時需要引入變換裝置,例如可先采用光電編碼器將轉(zhuǎn)速信號變換成頻率信號,再用鎖相電路把這一頻率鎖定在參考信號標準頻率的倍數(shù)或分數(shù)值上,這樣即可實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的準確控制。鎖相控制系統(tǒng)的速率控制精度很高,長期工作誤差可小于0.02%,常用于高精度的速率同步系統(tǒng),如要求嚴格同步的攝影或記錄設(shè)備、多輥傳送系統(tǒng)等。

鎖相分頻器可用于很高頻段、甚至微波頻段的分頻。

數(shù)字倍頻鎖相環(huán)模型實際電路中通常選用數(shù)字鑒頻鑒相器(PFD),壓控振蕩器(VCO)的輸出經(jīng) N 分頻后進入鑒相器與參考頻率鑒相,產(chǎn)生的相差信號經(jīng)環(huán)路濾波器積分,產(chǎn)生直流分量來牽引 VCO 頻率入鎖。而取樣鎖相環(huán)模型與數(shù)字倍頻鎖相環(huán)相比,其采用取樣鑒相器(SPD)代替了 PFD。參考頻率進入脈沖發(fā)生電路后產(chǎn)生含有參考信號各次諧波的脈沖,再用其驅(qū)動采樣電路,對微波振蕩器的信號進行采樣,最后經(jīng)過保持電路輸出低頻相差信號經(jīng)環(huán)路濾波器的積分,產(chǎn)生直流分量牽引并最終使環(huán)路入鎖。VCO 頻率鎖定在參考頻率的 N 次諧波上 。

同常規(guī)鎖相環(huán)路相比,在鑒相器之前加入了脈沖形成電路,用取樣鑒相器替代了普通鑒相器。脈沖形成電路是利用階躍恢復(fù)二極管( SRD) , 將參考信號轉(zhuǎn)換為同頻率的窄脈沖輸出。應(yīng)用 SRD 生成窄脈沖的主要機理就是半導(dǎo)體中的電荷存儲效應(yīng)。取樣鑒相器分取樣和保持兩步來完成鑒相。 取樣脈沖控制取樣開關(guān)的通斷,當(dāng)取樣開關(guān)接通時,微波信號為保持電容充電,直到取樣開關(guān)斷開,此時保持電容上的電壓將被保持到下個周期, 直到取樣開關(guān)再次接通, 形成差拍電壓。 該電壓經(jīng)環(huán)路濾波器處理后對 VCO 頻率進行控制 。

環(huán)路濾波器是鎖相環(huán)路中的重要組成部分, 除了濾除高頻分量外,還具有調(diào)整環(huán)路參數(shù)的作用,對于環(huán)路的捕獲特性和穩(wěn)定性都具有重要作用。因取樣鑒相器鑒相增益較低, 僅為幾十至幾百 mA, 因此, 采用有源的環(huán)路濾波器對比較后的誤差電壓信號進行放大。為保證環(huán)路順利入鎖, 還需設(shè)計擴捕掃描電路。當(dāng)環(huán)路未鎖定時, 擴捕電路開始振蕩, 使得 DRO輸出頻率掃過設(shè)定頻率,使環(huán)路入鎖,環(huán)路鎖定后擴捕電路停止振蕩。一般將環(huán)路濾波器和擴捕振蕩電路集成到一個運放芯片上, 利用電路本身的反饋狀態(tài)控制擴捕電路能否起振。附加擴捕電路的環(huán)路濾波器電路為文氏橋振蕩器,采用有源比例積分濾波器作為環(huán)路濾波器,其特性接近于理想的積分濾波器, 兩個參數(shù)獨立可調(diào), 并具有滯后 - 導(dǎo)前的作用,有助于對環(huán)路進行優(yōu)化設(shè)計 。

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