MT-086
锁相环(PLL)基本原理
(B) STANDARD NEGATIVE FEEDBACK
CONTROL SYSTEM MODEL
(A) PLL MODEL
ERROR DETECTOR LOOP FILTER VCO
FEEDBACK DIVIDER
PHASE
DETECTOR
CHARGE
PUMP
F
O
= N F
REF
(A) PLL MODEL
ERROR DETECTOR LOOP FILTER VCO
FEEDBACK DIVIDER
PHASE
DETECTOR
CHARGE
PUMP
F
O
= N F
REF
图1：锁相环(PLL)基本模型
Rev.0, 10/08, WK Page 1 of 10
指南
锁相环基本结构
锁相环是一种反馈系统，其中电压控制振荡器(VCO)和相位比较器相互连接，使得振荡器
可以相对于参考信号维持恒定的相位角度。锁相环可用来从固定的低频信号生成稳定的
输出高频信号等。
图1A显示了PLL的基本模型。PLL可以借助拉普拉斯变换理论，利用正向增益项G(s)和反
馈项H(s)来作为负反馈系统进行分析，如图1B所示。其适用负反馈系统的一般公式。
PLL的基本模块为误差检波器(由鉴频鉴相器和电荷泵组成)、环路滤波器、VCO和反馈分
频器。负反馈强制误差信号e(s)在反馈分频器输出和基准频率处于锁相和锁频状态且F
O
= N
FREF
的点处接近0。
根据图1，当系统使用PLL来生成高于输入的频率时，VCO会以角频率ω
O
振荡。该信号的
一部分会通过分频器以1/N的比率回馈到误差检波器。这种经过分频的频率会馈入误差检
波器的其中一个输入端。本例中，另一路输入为固定参考信号。误差检波器会比较两个
输入端的信号。当这两个信号输入的相位和频率相等时，误差为常数，环路则处于“锁定”
条件下。
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