压控振荡器—--锁相环(PLL)电路

时间:2022-05-12 14:02:31 点击:


压控振荡器指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路,常常以符号VCO表示。在电子设备中,压控振荡器的应用极为广泛,如彩色电视接收机高频头中的本机振荡电路、各种自动频率控制系统中的振荡电路(AFC)、锁相环路(PLL)中所用的振荡电路等均为压控振荡器。振荡器输出的波形有正弦 型的,也有方波型的。

压控振荡器--锁相环(PLL)电路原理

在通信机等所使用的振荡电路,其所要求的频率范围要广,且频率的稳定度要高。无论多好的LC振荡电路,其频率的稳定度,都无法与晶体振荡电路比较。但是,晶体振荡器除了可以使用数字电路分频以外,其频率几乎无法改变。如果采用PLL(锁相环)(相位锁栓回路,PhaseLockedLoop)技术,除了可以得到较广的振荡频率范围以外,其频率的稳定度也很高。此一技术常使用于收音机,电视机的调谐电路上,以及CD唱盘上的电路。

PLL(锁相环)电路的基本构成

如下图所示的为PLL(锁相环)电路的基本方块图。此所使用的基准信号为稳定度很高的晶体振荡电路信号。

此一电路的中心为相位此较器。相位比较器可以将基准信号与VCO的相位比较。如果此两个信号之间有相位差存在时,便会产生相位误差信号输出。

 

  

将VCO的振荡频率与基准频率比较,利用反馈电路的控制,使两者的频率为一致。利用此一误差信号,可以控制VCO的振荡频率,使VCO的相位与基准信号的相位(也即是频率)成为一致。

PLL(锁相环)可以使高频率振荡器的频率与基准频率的整数倍的频率相一致。由于,基准振荡器大多为使用晶体振荡器,因此,高频率振荡器的频率稳定度可以与晶体振荡器媲美。

只要是基准频率的整数倍,便可以得到各种频率的输出。

从图中的PLL(锁相环)基本构成中,可以知道其是由VCO,相位比较器,基准频率振荡器,回路滤波器所构成。在此,假设基准振荡器的频率为fr,VCO的频率为fo。利用此一误差信号,可以控制VCO的振荡频率,使VCO的相位与基准信号的相位(也即是频率)成为一致。

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