当前位置:文档之家› 鉴相器

鉴相器

数字鉴相器电路(图1)
鉴相器,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成称为鉴相特性。

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。

PLL的概念
我们所说的PLL。

其实就是锁相环路,简称为锁相环。

许多电子设备要正常工作,通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步,利用锁相环路就可以实现这个目的。

锁相环路是一种反馈控制电路,简称锁相环(PLL)。

锁相环的特点是:利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。

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。

目前锁相环主要有模拟锁相环,数字锁相环以及有记忆能力(微机控制的)锁相环。

PLL的组成
锁相环通常由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)三部分组成。

锁相环组成的原理框图
锁相环中的鉴相器又称为相位比较器,它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差,并将检测出的相位差信号转换成uD(t)电压信号输出,该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压uC(t),对振荡器输出信号的频率实施控制。

编辑本段原理
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。

编辑本段分类
模拟鉴相器
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。

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)。

频鉴相器
数字鉴相器
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。

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。

这种鉴相器兼具鉴频作用,故称鉴频鉴相器。

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。

相关主题