百科解釋
目錄·應(yīng)用領(lǐng)域·組成·分類·性能指標(biāo) 鎖相環(huán)(PLL: Phase-locked loops)是一種利用反饋控制原理實現(xiàn)的頻率及相位的同步技術(shù),其作用是將電路輸出的時鐘與其外部的參考時鐘保持同步。當(dāng)參考時鐘的頻率或相位發(fā)生改變時,鎖相環(huán)會檢測到這種變化,并且通過其內(nèi)部的反饋系統(tǒng)來調(diào)節(jié)輸出頻率,直到兩者重新同步,這種同步又稱為“鎖相”。 應(yīng)用領(lǐng)域 鎖相環(huán)在眾多領(lǐng)域有應(yīng)用,如無線通信、數(shù)字電視、廣播等。具體的應(yīng)用范圍包括但不限于: 無線通信系統(tǒng)收發(fā)模塊 數(shù)據(jù)及時鐘恢復(fù)電路 頻率綜合電路 跳頻通信 數(shù)字電視接收機(jī) 組成 一個鎖相環(huán)電路通常由以下模塊構(gòu)成: 鑒頻鑒相器(PFD)(或鑒相器:PD) 低通濾波器(LPF) 壓控振蕩器(VCO) 反饋回路(通常由一個分頻器(Divider)來實現(xiàn)) 每個模塊的簡單原理描述如下: 鑒頻鑒相器: 對輸入的參考信號信號和反饋回路的信號進(jìn)行頻率和相位的比較,輸出一個代表兩者差異的信號至低通濾波器。 低通濾波器: 將輸入信號中的高頻成分濾除,保留直流部分送至壓控振蕩器。 壓控振蕩器: 輸出一個周期信號,其頻率由輸入電壓所控制。 反饋回路 : 將壓控振蕩器輸出的信號送回至鑒頻鑒相器。通常壓控振蕩器的輸出信號的頻率大于參考信號的頻率,因此需在此加入分頻器以降低頻率。 分類 按照實現(xiàn)技術(shù),可以分為模擬鎖相環(huán)(Analog PLL)和數(shù)字鎖相環(huán)(Digital PLL)。 按照反饋回路,可以分為整數(shù)倍分頻鎖相環(huán)(Integer-N PLL)和分?jǐn)?shù)倍分頻鎖相環(huán)(Fractional-N PLL)。 按照鑒頻鑒相器的實現(xiàn)方式,可以分為電荷泵鎖相環(huán)(Charge-Pump PLL)和非電荷泵鎖相環(huán)。 按照環(huán)路的帶寬,它可以分為寬帶鎖相環(huán)(Wide band loop PLL)和窄帶鎖相環(huán)(Narrow band loop PLL)。 性能指標(biāo) 對于鎖相環(huán)來說,最關(guān)鍵的性能是在于相位噪聲(Phase noise)和動態(tài)性能。 鎖相環(huán)的相位噪聲對通信系統(tǒng)的整體性能影響甚大,因此設(shè)計中對相位噪聲的要求有具體而嚴(yán)格的指標(biāo)要求。 鎖相環(huán)的動態(tài)性能決定了它能夠同步參考源的速度和精度,以及在多大范圍內(nèi)能夠跟蹤參考源。 鎖相環(huán)的動態(tài)性能包括:鎖定時間(Lock time),捕獲范圍(Capture range),鎖定范圍(Hold range)等。 另外,鎖相環(huán)的穩(wěn)定性指標(biāo)包括:環(huán)路帶寬(Loop bandwidth),相位裕度(Phase marge)等。
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