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顾名思义#xff0c;如下图所示#xff0c;PLL是一种具有反馈循环的电路#xff0c;可将反馈信号的相/频率保持与参考输入信号的相/频率相同#xff08;锁定#xff09;。

如下图所示#xff0c;如果参考输入和反馈输入之间存在相位差#xff0c;则…PLL代表相位锁定环。

顾名思义如下图所示PLL是一种具有反馈循环的电路可将反馈信号的相/频率保持与参考输入信号的相/频率相同锁定。

循环滤波器”会生成一定幅度的电压以控制VCO电压控制的振荡器。

现在了解更多细节。

让我们考虑相位探测器的工作原理。

有几种不同类型的相位检测器但最简单的相位检测器工作形式如下。

它只是比较两个信号级别的参考输入信号和反馈信号如果两个信号都是高电平1则每个时间域相位检测器输出为低电平0如果仅一个信号高电平1则相位检测器生成高电平1。

10或者01等于1

简而言之在这种情况下相位检测器与XOR门逻辑完全相同。

因此如果两个输入信号的相位不同则相位检测器将产生脉冲。

脉冲的宽度与相位差的程度成正比。

一旦生成这些脉冲它就会经过低通滤波器称为环路滤波器进行平滑脉冲以使更平坦相当于直流信号信号。

这种直流信号作为VCO的控制电压。

看起来没那么复杂。

但是如上所述锁相环存在一个问题。

如果你简单地应用上面解释的规则相检波器不能使反馈信号相位与参考信号相位相比是领先的还是滞后的有任何区别如下所示。

因此锁相环的进一步发展将是开发一种相位检测器根据反馈信号相位与参考信号相位相比是超前还是滞后给出不同的结果。

在该图中您可以看到鉴相器根据相位是超前的还是滞后的产生不同极性(不同的符号)的输出信号。

现在我想我明白了锁相环是如何检测相位差并补偿这些相位差的。

但是当我听说锁相环最常见的应用之一是频率合成这意味着它可以检测频率差并可以将输出频率锁定到特定的值。

我花了很长时间才最终理解锁相环操作和频率合成之间的相关性。

秘诀是在反馈路径中放置一个分频器如下图所示。

通过这种方式我们可以将VCO(压控振荡器)的输出频率锁定为(N

参考输入频率)

您可能已经注意到锁相环机制的关键部分是检测参考信号和输入信号之间的相位差。

但是当我们谈论锁相环时在大多数情况下它指的是一种可以将信号的频率锁定到特定参考频率的设备。

然后我的问题是相位检测机制如何检测频率差。

我发现相位和频率之间的关系并不容易可视化但是从下面的数学方程可以明显地看到相位和频率之间有一定的确定性关系。

下面的方程表明两个信号之间的相位差(从相同的相位开始)在一定的时间跨度后。