鉴相器原理及分类更新于2010-05-13 03:52:41 文章出处:与非网
鉴相器取样鉴频
鉴相器-原理特性
使输出电压与两个输入信号之间的相位差有确定关系的电路。

表示其间关系的函数称为鉴相特性。

鉴相器是锁相环的基本部件之一，也用于调频和调相信号的解调。

常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。

鉴相器特性用ud(t)＝kdf【θe(t)】表示。

式中kd为鉴相器的增益系数；θe(t)＝θ1(t)－θ2(t)，表示两个输入信号之间的相位差。

函数f【·】表示鉴相特性，它反映鉴相器的输出电压ud(t)与相位差的关系。

常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。

鉴相器-分类
鉴相器可以分为模拟鉴相器和数字鉴相器两种。

二极管平衡鉴相器是一种模拟鉴相器。

两个输入的正弦信号的和与差分别加于检波二极管，检波后的电位差即为鉴相器的输出电压。

其鉴相特性通常为余弦型的。

鉴频鉴相器是一种数字鉴相器。

两个输入信号是脉冲序列，其前沿（或后沿）分别代表各自的相位。

比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。

这种鉴相器的鉴相特性为锯齿形。

因它兼具鉴频作用，故称鉴频鉴相器
二极管平衡鉴相器
这是一种模拟鉴相器，原理电路如图1。

二极管D1、D2和C1R1、C2R2构成两个峰值检波器。

两个输入的正弦信号u1(t)=U1sin(ωt+θ1)、u2(t)＝U2sin(ωt+θ2)的和与差分别加于检波二极管D1和D2，检波后的电压差即为鉴相器的输出电压ud。

当U2U1时,ud∝U1cos(θ1－θ2)。

在这种情况下,它的鉴相特性是余弦型的(图2a)。

鉴频鉴相器
这是一种数字鉴相器。

两个输入信号是脉冲序列，其前沿(或后沿)分别代表各自的相位。

比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。

图3是一种鉴频鉴相器的框图。

比相器可由触发器构成。

当两个输入信号u1和u2同频同相时,触发器没有输出,充电电流等于零。

当u1脉冲序列超前于u2时，触发器产生一个其宽度与相位差成正比的正脉冲，充电电路被充电，其输出电压为正值，大小与充电脉冲宽度成正比。

若u1落后于u2,则触发器输出一个负脉冲，充电电路的输出为负值。

这种鉴相器的鉴相特性为锯齿形（图2b）。

这种鉴相器兼具鉴频作用，故称鉴频鉴相器。

取样鉴相器
由取样器和保持电路两部分组成。

图4是原理电路,4个二极管构成取样器，电容器Cd构成保持电路。

当被鉴相信号u0(f0,θ0)的频率f0正好等于取样脉冲ui(fi,θi)的频率fi的整数倍时，每次取样的电压值相等。

鉴相器的输出电压ud为保持电容器Cd上的直流电压。

当f0厵nfi时，每次取样的电压值不等，输出电压ud为阶梯形的交流电压。

取样鉴相器输出的电压和相位差成正弦关系。