電子測量第六章ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的目的。 ifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ov第六章 測量用信號源 鎖相合成法的原理 ?在鎖相合成法中，輸入頻率 為基準頻率 即 。鎖相環開始工作時， VCO的固有輸出信號頻率 (即開環時 VCO自由振蕩頻率 )總是不等于基準信號頻率 , 即存在固有頻差 則兩個信號 和 之間的相位差將隨時間變化。 ifri ff ?ofrf ro fff ???ovivifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ov第六章 測量用信號源 ?相位比較器將這個相位差變化鑒出，即輸出與之相應 的誤差電壓 ， 通過環路濾波器加到 VCO上。 dvifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ovdv第六章 測量用信號源 ? VCO受誤差電壓控制，其輸出頻率朝著減小 固有頻差的方向變化，即 向 靠攏，這叫 “ 頻率牽引 ”現象。在一定條件下，環路通過頻率牽 引， 愈來愈接近 ，直至 ，環路進入所 謂“ 鎖定 ”狀態。 ? ifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ovro fff ???of rfof rf ro ff ?第六章 測量用信號源 ? 環路從失鎖狀態進入鎖定狀態的上述過程，稱為鎖相 環的 捕捉過程 。鎖相環處于鎖定狀態的一個基本特性 是，輸入信號 和 VCO輸出信號 之間只存在一個 穩態相位差，而不存在頻率差。鎖相合成法正是利用 鎖相環的這一特性，把 VCO的輸出頻率穩定在基準頻 率上。 iv ovifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ov第六章 測量用信號源 鎖相合成技術的特點 鎖相合成法克服了直接合成法的許多缺點，特別是集成技術的發展，使鎖相合成法的優點 —— 體積小、功耗小、價廉，且適合大規模生產更為突出，從而在頻率合成中獲得廣泛應用。由于鎖相式額率合成具有極寬的頻率范圍和十分良好的寄生信號抑制特性，從而輸出頻譜純度很高 (密寄輸出可優于－ 140 dB)，而且輸出頻率易于用微機控制，鎖相技術在頻率合成器中的應用至今仍占重要地位。 第六章 測量用信號源 四、直接數字頻率合成技術（ DDFS) DDFS標志著頻率合成技術進入第三階段， DDFS的主要特點是采用計算技術和微計算機參與頻率合成。DDFS的優點是極易實現頻率和相位控制，且切換時間快，尤其適用于合成任意波形。 第六章 測量用信號源 五、有關鎖相環的基本概念 鎖相環的跟蹤特性 ifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ov 當環路鎖定時， VCO的輸出頻率 (也稱環路輸出頻率 ) 等于環路輸入頻率 ，環路輸出頻率可以指明地跟蹤上輸入頻率的變化，這就是環路的 跟蹤特性 ，所以環路的鎖定狀態又稱跟蹤狀態或同步狀態。 of if第六章 測量用信號源 同步帶寬 當輸入頻率 變化超過一定范圍 (即固有頻差的 大小 超過一定值 )，輸出頻率 不再能跟蹤輸入頻率 的變化，這時環路將“ 失鎖 ”。在環路保持鎖定的條件下，我們把輸入頻率所允許的最大變化范圍定義為 同步帶寬 。 ro fff ???ifofififivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ov第六章 測量用信號源 在鎖相合成法中，輸入頻率是基準頻率 ，相對于輸出頻率 ，可認為 不變，那么同步帶寬可理解為，在環路保持鎖定的條件下， VCO頻率 允許變化的最大范圍。由此可知，若環路的同步帶寬較寬，那么即使VCO本身的頻率穩定度不太高，也可通過環路的作用把VCO的輸出頻率穩定在基準頻率同一量級。 ifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ov同步帶寬的作用 —— 表征環路跟蹤性能的重要參數 rfof rfof第六章 測量用信號源 相環的捕捉與捕捉帶寬 鎖相環在失鎖狀態時有固有頻差 ，若調諧 VCO的輸出頻率 ，使它逐漸向基準額率 靠近，即減小固有頻差 ，只有當固有頻差減小到一定值，環路才能從失鎖狀態進入鎖定狀態。環路最終能夠自行進入鎖定狀態的 最大允許的固有額差 ，叫做“捕捉帶寬”。 ro fff ???of rfro fff ???ifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環路低通濾波器 ov第六章 測量用信號源 捕捉過程 環路從失鎖狀態進入鎖定狀態的過程稱捕捉過程。只要固有頻差 小于環路的捕捉帶寬，那么通過捕捉，環路總能進入鎖定，當然捕捉過程是需要一定時間。一般鎖相環的捕捉過程可分成兩個階段：頻率牽引階段和快捕階段。 f?第六章 測量用信號源 鎖定 頻率牽引階段 快捕 )(tforfofofofofof?of?t0t第六章 測量用信號源 鎖相環的窄帶濾波特性 鎖相環只允許在輸入頻率 附近的頻率成分通過，而阻止遠離 頻率成分通過。所以，鎖相環具有窄帶濾波特性，鎖相環的這一特性是十分重要的。