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锁相环工作原理
锁相环工作原理
锁相环路是一种反馈电路，锁相环的英文全称是Phase-Locked
Loop,简称PLL。其作用是使得电路上的时钟和某一外部时钟的相位同步。因锁相环可以
实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁
相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电
压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由
来。
在数据采集系统中，锁相环是一种非常有用的同步技术，因为通过锁相环，可以使得不
同的数据采集板卡共享同一个采样时钟。因此，所有板卡上各自的本地
80MHz和20MHz时基的相位都是同步的，从而采样时钟也是同步的。因为每块板卡的采样
时钟都是同步的，所以都能严格地在同一时刻进行数据采集。
锁相环路是一个相位反馈自动控制系统。它由以下三个基本部件组成：鉴相器（PD）、
环路滤波器（LPF）和压控振荡器（VCO）。其组成方框图如下所示。
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锁相环路的基本方框图
锁相环的工作原理：
1. 压控振荡器的输出经过采集并分频；
2. 和基准信号同时输入鉴相器；
3. 鉴相器通过比较上述两个信号的频率差，然后输出一个直流脉冲电压；
4. 控制VCO，使它的频率改变；
5. 这样经过一个很短的时间，VCO 的输出就会稳定于某一期望值。
锁相环可用来实现输出和输入两个信号之间的相位同步。当没有基准（参考）输入信号
时，环路滤波器的输出为零（或为某一固定值）。这时，压控振荡器按其固有频率fv进
行自由振荡。当有频率为fR的参考信号输入时，uR
和uv同时加到鉴相器进行鉴相。如果fR和fv相差不大，鉴相器对uR和uv进行鉴相的结果
，输出一个与uR和uv的相位差成正比的误差电压ud，再经过环路滤波器滤去u
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