第八章鎖相技術5-3(捕獲)-射頻通信電路課件

8.3捕捉性能捕捉：失鎖

自身的反饋控制作用鎖定分析依據(jù)：環(huán)路非線性微分方程本節(jié)內容：定性的分析二階環(huán)的捕捉過程、捕捉帶、

捕捉時間及影響捕捉性能的環(huán)路參數(shù)

定性分析二階環(huán)捕捉過程要抓住兩點：①正弦鑒相器的輸出是一個差拍正弦信號，它的頻率是輸入信號與VCO的頻率差②

環(huán)路濾波器LF是低通濾波器

定性分析：當輸入固有頻差為不同值時的捕捉情況（1）

很大

分析捕捉過程時，假設輸入信號頻率不變正弦鑒相器輸出：很大，頻率很高環(huán)路濾波器是RC低通——濾除，（2）

較小

正弦鑒相器輸出：0，不能捕捉小，頻率低，在環(huán)路濾波器通帶內較小時的捕捉特征：VCO的頻率變化：正弦波幅度大在以正弦方式擺動的一周內，一旦等于，環(huán)路即鎖定

擺幅大鎖定捕捉過程：LFVCO①

控制電壓在正弦變化一周內就捕獲的現(xiàn)象稱為快捕

定義：②能實現(xiàn)快捕的最大輸入固有頻差稱為快捕帶

快捕帶與環(huán)路的參數(shù)關系如何？

的最大擺動幅度為由快捕帶的定義,得：若采用RC低通濾波器，它的傳遞函數(shù)為：則若滿足>>,則有：采用不同環(huán)路濾波器，快捕帶不同捕捉過程:LF并沒有完全被衰減結果如何?在上下擺動，而又是恒定的正弦變化，不能快捕:因為>,頻率較高LFVCO的擺幅必定:較?。?）間于上述兩者之間0tVCO的頻率變化——正弦出現(xiàn)現(xiàn)象:VCO與輸入信號的頻差也將隨時間擺動t=0時，頻差為t=t1時，頻差為t=t2結果：、是不對稱的正弦波大

變化速率快反之對應為~2，

，對應為0~，

小，間變化速率慢由于而且：當

0使

時，減小，當

0使

時，

增大，在0～和～2間變化速率不同鑒相器的輸出變?yōu)檎胫荛L，負半周短的不對稱正弦波不對稱波諧波——被LF濾除基波——被LF衰減正平均分量——通過LF使VCO頻率向牽引新頻差初始頻差由于頻差減小，LF(低通）對的通過能力增大，即>產(chǎn)生一個更大的控制電壓

VCO頻偏更大

更向方向牽引環(huán)路濾波器輸出的控制電壓逐漸變大

直到能夠擺動到時，環(huán)路就可通過快捕過程到達鎖定

鑒相器輸出的差拍信號的頻率逐漸降低捕捉過程使:歸納:（1）二階環(huán)捕捉過程頻率牽引——時間長快捕——相位鎖定——時間短捕捉時間主要是指頻率牽引的時間（2）二階環(huán)的頻率牽引作用主要由環(huán)路濾波器引起環(huán)路濾波器的作用衰減中的交流分量積累中的直流分量，不斷牽引VCO直至鎖定推論——一階環(huán)只有快捕，沒有頻率牽引（3）環(huán)路濾波器及環(huán)路增益對捕捉性能影響很大推論：捕捉帶總是小于同步帶整個同步過程的特征：環(huán)路始終處于鎖定狀態(tài)捕捉過程的特征：環(huán)路一直處于失鎖狀態(tài)鑒相器輸出是直流：LF增益最大鑒相器輸出交流：LF增益控制電壓是直流控制電壓是交流測量同步帶時，緩慢增大，結果？測量捕捉帶時，不斷減小結果？控制VCO使，鎖定邊緣控制VCO，但不夠大，無法使，沒有捕獲捕獲同步跟蹤捕捉繼續(xù)減小因此，捕捉帶

一定小于同步帶捕捉帶當減小到點小點，＝最大同步：當增大到捕捉：捕捉時間與環(huán)路參數(shù)的關系與環(huán)路的帶寬的立方成正比與輸入固有頻差的平方成正比縮短捕捉時間的思路：（1）擴展環(huán)路帶寬()改變增益改變時間常數(shù)（2）減小輸入頻差——方法？縮短捕捉時間實例1：頻率合成器原理圖當N變化時，環(huán)路失鎖——需重新捕獲——鎖定改進方法：將反映分頻比N的頻率控制值D/A變換，得模擬電壓粗調VCO，使VCO頻率向減小頻差方向移動鎖相環(huán)的細調和外電路粗調相結合鎖定時進入鑒相器兩信號頻率相等：頻率合成器例2：增添一鑒頻器鑒頻器功能——將兩個輸入信號的頻率差變?yōu)殡妷涵h(huán)路鎖定