锁相环之环路捕获性能,汪冰伦.docx

锁相环之环路捕获性能,汪冰伦.docx《锁相技术》课程论文院(系) 信息科学与工程学院专 业 通信工程 届 别 2011级 班 级 2 学 号 1115105048 姓 名 汪冰伦 讲 师 刘賽华锁相环的环路捕获的分析汪冰伦(华侨大学信息科学与工程学院)摘要:在锁相环平时的学****过程中,我们经常是假定环路已经锁定的前提下来讨论各种问题的。然而在实际工作中,例如开机、换频或者由开环到闭环,一开始环路总是失锁的,因此环路需要处理而进入锁定状态,我们把这种处理称为捕获。本文将分析环路捕获的过程、捕获带与捕获时间等内容,提供一些理论基础。关键词:锁相环;捕获;捕获过程;捕获时间TheAnalysisofPhaseLockedLoop,sloopCaptureWangBinglun(InformationScienceandEngineeringAcademic,HuaQiaoUniversity)Abstract:InthedailystudyofPhaseLockedLoop,formally,loopsarealwaysconsideredlocked・Howeverinpracticalwork,forexample,whenboot,“loopcapture^.Sometheorieswillbeanalysed,:PPL;Capture;Captureprocess;auxiliarycapture目录0引言 21捕获的基本概念 21・2相位捕获与频率捕获 21・3自捕获与辅助获 21・4捕获性能的分析方法 32捕获的过程与捕获特性 31捕获过程 32捕获过程的特性 63捕获带与捕获时间 61二阶环的快捕带与快捕时间 62二阶环的捕获带与捕获时间 74结论 70引言锁相环是指一种电路或者模块,它用于通信的接收机中,其作用的对接受到的信号进行处理,并从其中提取出某个始终的相位信息。或者说,对于接受到的信号,仿制一个始终信号,使得这两个信号从某种角度来看是同步的。系统刚启动时,或者在系统工作的一些时刻,锁相环的环路有可能是没有锁定的,因此环路的捕获对于锁相环是必不可少的。经过近几十年的发展,捕获技术已经比较成熟,下面我们开始介绍,分析。1捕获的基本概念1・1捕获环路从开始状态进入锁定状态的过程称为捕获。,相位差没有2兀的周期跳越。在一阶环中,没有环路滤波器,只有压控振荡器一个固有积分环节,所以一阶环只有相位捕获。频率捕获一一在二阶环中,存在两个积分环节:当皿沁叭时,会产生稳定的差拍状态,环路会失锁;当W呦时,环路只有相位捕获过程;当Y§'叭时,环路滤波器中的积分环节会差拍波小的直流分流积分,不断牵引着VCO的振荡频率往输入频率的方向靠近,最终导致环路锁定。这一-过程就是频率捕获过程或频率牵引过程。,称这种捕获过程为白捕获。自捕获慢、范围小、不太可靠。辅助捕获一一若环路借助于辅助电路才能实现捕获锁定,则称这种捕获过程为辅助捕获。辅助捕获也有和位捕获与频率捕获Z分。1・4捕获性能的分析方法在捕获过程屮,瞬时相普将在大范围内变化,羡至有多个2tt的周期跳越。捕获过程为一种非线性现象。常用的近似方法有:相平面法。这是一种利用〜◎平面关系图形图解分析二阶非线性微分方程的方法。准线性法。它基于坏路中含有低通滤波坏节的事实,鉴相器输出的任何形式的差拍周期信号,经过低通滤波器以后,都可近似为直流打正弦信号的和。,必须先了解环路的捕获过程。为此我们借助于非理想二阶环的相 P门+1平面图来作出其捕获过程的吋间图。所谓相平面图是指环路相差F(p)= ()e与英导数的关系图形。P5+1(10\▲—=把和dt代入 皿0一KF(〃)sin0(/)中得:(1-1)變二锂一(丄+K仝cosQ)丝-轧叩dC可可5 dt巩再将上式两边除以dO}~dt~7得轨迹方程:■dOe1dOe=_(丄+C°S0)+丄(邑-泌)Khd氏 Kh5 ®(1-2)r2=(1+ATr2cos^)+—(△◎—Ksin0)S TxOe图1・1实际上是具有无源比例积分滤波器的二阶坏,在给定坏路参数的条件下,坏路方程的图解表示。图中实际的纵朋标为:丄•丝Krdt01-1(相平面图)令方程(1・1)