61C-18193-0-使用实时示波器表征锁相环系统.pdf

应用文章 使用实时示波器表征锁相环系统 简介 PLL 的工作原理 在通信应用中，我们经常会用到锁相环 (Phase-locked PLL 是一种电路，可将振荡器生成的输出信号的频率和相 loop, PLL) 。例如，它可以从数字数据信号(CDR) 中恢 位与基准信号或输入信号同步。在同步（通常称为锁定） 复时钟，从卫星传输信号中恢复载波，执行频率和相位 状态下，振荡器的输出信号与基准信号间的相位误差为 的调制解调，并准确合成调谐接收机的频率。PLL 的特 零，或保持不变。如果相位误差增大，则控制机制将作 征包括带宽、噪声、捕获范围与速度、动态范围、稳定 用于振荡器，使相位误差再次降到最小值。实际上，在 性和精确性。本文首先介绍 PLL 的工作原理，然后讲述 这种反馈控制系统中，输出信号的相位被锁定为基准信 如何使用实时示波器上运行的 TDSJIT3 抖动和定时分 号的相位。锁相环的名称由此而来。 析应用程序来完成典型的 PLL 特征测试。 使用实时示波器表征锁相环系统 应用文章 图 ： 部件图。 1 PLL 如图 所示， 包括三个基本的功能块：压控振荡器 相位传递函数 H(s) 为低通，而误差传递函数H (s) 为高通。 1 PLL e (voltage-controlled oscillator, VCO) 、鉴相器 两者的关系如下： (phase detector, PD) 和环路滤波器 (loop filter, LF)。 鉴相器将输入信号与 VCO 输出信号进行对比。环路滤波 请注意，此公式用于计算复值。因为复值有幅度和相位，所 器对差异进行过滤，然后用来调整 。由于 是低通 VCO LF 以此公式并不意味着两个传递函数的幅度值之和为 。 1 滤波器，因此只能将相位差的低频部分传输到 VCO 。高 系统的截止频率通常为幅度增益降至-3 dB 时的频率。请 频部分将被滤除。因此，PLL 仅跟踪低频变化，不跟踪高 注意，截止频率可根据相位传递函数定义，也可根据误差 频变化。 传递函数定义。例如，如果一阶 PLL 具有相位传递函数, 如图 所示，将 模拟为一种线性系统时，每个功能块 2 PLL ，则相应的误差传递函数 均可由各自的传递函数来表示。 具有相同的截止频率。但是，如果二阶 PLL 具有相位传 输入输出系统可由闭环路的传递函数来表示。通常使用两 种闭环路传递函数。一种是相位传递函数 ，定义如下： 递函数 ，则相位传递函数与误差传 H(s) 递函数的截止频率不同，如图 所示。 3 另一种是误差传递函数He (s) ，定义如下： 222 /accessories