锁相环为什么能够倍频
在电路里面,为了能够得到比较高的同步频率,基本上都是采用锁相环实现的。可是锁相环为什么能够实现倍频呢?有很多朋友不是很清楚,在这里我就简单介绍一下吧,呵呵,也许有不妥的地方,敬请朋友们指正。
首先锁相环需要有一个参考频率,可以是温补晶振,也可以是恒温晶振,更可以是卫星授时的秒脉冲,这都是依据频率准确度来挑选的。另外有一个输出频率。参考频率为f0,输出频率为f1。然后f0与f1同时输入一个叫做鉴相器的装置中,然后将比较相位后得到的低频信号通过低通滤波器后得到一个比较平滑的电压值,作用在压控振荡器上形成输出频率,这个频率就是f1,与f0同步。但此时的f0 = f1。
如果要倍频怎么办呢?其实很简单,就是对输出的f1做N分频,分频之后的频率为f2,如果将分频器划分到压控振荡器的模块中的话就比较容易理解了,及此时的f2相当于原来的f1,即f2 = f0。那真正的压控振荡器输出的频率是多少呢?即f1 = N * f2 = N * f0,实现了倍频。
其实说到这里,有的人还是没有明白,这怎么就实现了倍频了呢?秘密就在于分频之后的频率f2与参考频率f0之间的相位比较。要锁相环变得稳定,就只要输入的参考频率f0与分频后的频率f2之间的相位差值为一常数,而这个相位常数会使鉴相器输出不同的电压值,经过低通滤波器(即环路滤波器)后作用在压控振荡器,使输出频率发生改变,这样就实现了倍频了。
有兴趣的朋友可以看看相关的书籍,鉴相器根据输入信号的不同可以有几种不同的类型(如乘法器,异或门,鉴频器,鉴频鉴相器),当然,鉴频鉴相器还需要有一个电荷泵。环路滤波器有无源的,有源的,但一般采用无源超前滞后滤波器较多。有压控振荡器,当然还有电流控制振荡器。
如果朋友有什么相关的好的想法,希望多留言讨论讨论。个人微薄经验,只供肤浅参考。呵呵
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