锁相环PLL(Phase Locked Loop)

什么是锁相环PLL(Phase Locked Loop):

锁相环PLL是指一种电路或者模块,它用于在通信的接收机中,其作用是对接收到的信号进行处理,并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说,对于接收到的信号,仿制一个时钟信号,使得这两个信号从某种角度来看是同步的(或者说,相干的)。

什么是锁相环PLL(Phase Locked Loop):

锁相环PLL是指一种电路或者模块,它用于在通信的接收机中,其作用是对接收到的信号进行处理,并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说,对于接收到的信号,仿制一个时钟信号,使得这两个信号从某种角度来看是同步的(或者说,相干的)。

由于锁定情形下(即完成捕捉后),该仿制的时钟信号相对于接收到的信号中的时钟信号具有一定的相差,所以很形象地称其为锁相器。

锁相环PLL的作用:

锁相环是一种反馈电路,其作用是使得电路上的时钟和某一外部时钟的相位同步。锁相环PLL通过比较外部信号的相位和由压控晶振(VCXO)的相位来实现同步的,在比较的过程中,锁相环电路会不断根据外部信号的相位来调整本地晶振的时钟相位,直到两个信号的相位同步。

锁相环原理:

而一般情形下,这种锁相环的三个组成部分和相应的运作机理是:

  1. 鉴相器:用于判断锁相器所输出的时钟信号和接收信号中的时钟的相差的幅度;
  2. 可调相/调频的时钟发生器器:用于根据鉴相器所输出的信号来适当的调节锁相器内部的时钟输出信号的频率或者相位,使得锁相器完成上述的固定相差功能;
  3. 环路滤波器:用于对鉴相器的输出信号进行滤波和平滑,大多数情形下是一个低通滤波器,用于滤除由于数据的变化和其他不稳定因素对整个模块的影响。 从上可以看出,大致有如下框图:

  ┌───────┐   ┌───────┐      ┌───────────┐
 →─┤ 鉴相器 ├-→–┤环路滤波器├─→-┤受控时钟发生器  ├-→┬─→

        └──┬────┘   └───────┘   └───────────┘   │
                ↑                                                                                                    ↓

                └────────────────────────────────────┘

可见,是一个负反馈环路结构,所以一般称为锁相环(PLL: Phase Locking Loop)

 

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