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DDS工作原理(二)锁相环篇

      锁相环电路,是调频电路的重要组成之一,锁相环电路的原理的认识是DDS学习的一个重点之一。

锁相环的构成:

      输入信号,鉴相器,低通滤波器,压控振荡器、反馈电路

DDS工作原理(二)锁相环篇
                                                              锁相环结构图 

θI是晶振输入信号;鉴相器可以比较两个输入信号的相位差,再输出与相位差对应的方波;低通滤波器负责将鉴相器输出的方波滤成直流电压,其本身可能只是一个简单的LC或者RC滤波电路;压控震荡器是一种  受电压控制输出对应频率  的器件,在这里它受到低通滤波器输出的直流电压控制,输出与直流电压对应的方波;反馈电路通常带有累加计数器,累加计数器可以比喻成时钟,时钟的秒钟跳60次,分钟才跳1次,累加计数器也同理,来N个脉冲才输出1个脉冲。假设累加计数器收到10个方波脉冲才输出1个计数脉冲,那么这个计数器就可以将压控振荡器输出的方波频率减少10倍再反馈给鉴相器。

       鉴相器本身可能就是一个异或门,即在两个输入信号不同的部分,异或门会输出高,在两个信号相同的部分,异或门则输出低。

DDS工作原理(二)锁相环篇

A和B是输入信号,Y是输出信号。如果A和B相位持续一致,则会使得输出的Y是一个恒定频率的方波,如果A和B相位持续不一致,则会使得Y输出一个无规律的方波。将鉴相器输出的方波滤成直流电压,控制压控振荡器输出对应频率的方波,再经过反馈电路将输出方波和输入信号一起还给鉴相器分析,如果频率不一致或者相位不一致,则鉴相器就会继续输出方波,滤成直流电压,控制压控振荡器提高输出方波的频率,直到输出方波的频率和输入信号的频率和相位相差极小的时候,鉴相器才会输出较小占空比的方波,以滤成能控制压控振荡器输出和鉴相器输入信号频相都相似的波形,从而使得一个环路稳定,即锁相环使得输出信号和输入信号保持一致。这时候同学们可能有疑问,我搞了半天锁相环只是让输出信号和输入信号一致,那我为什么不直接用输入信号得了,省的折腾这么麻烦!这里就要解释一下了,如果此时在反馈电路上加上累加计数器,假设10倍计数器,由于θI和θC一致,则压控振荡器输出的频率将会是θI的10倍,即锁相环实现了倍频功能,目前倍频器就是这个原理。 

注:压控振荡器并非是晶体振荡器,顾名思义振荡频率随电压的大小成对应关系

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自第一篇dds文章隔了2年了,今天也是无意上百度发现我的第一篇dds在百度搜索栏的首页,发现之前放过的鸽子。

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