chapter5 环路捕获性能.ppt

第五章PLL捕获性能分析环路原处于失锁状态,通过环路的反馈控制作用而进入锁定的过程称为捕获过程在捕获过程中环路的瞬时相差较大,:失锁状态,表征环路捕获过程中的不同阶段,实际上并不能进行严格划分当环路中的相差做较大范围变动时,环路处于频率捕获阶段当环路中的相差不再超过而进入锁定时的捕获过程被称为相位捕获一阶环只有相位捕获;:捕获速度慢、捕获范围小、,不能采用线性分析法,只能对非线性微分方程展开讨论常用的分析方法有:1)相平面法(相轨迹法或相图法)图解分析方法。根据非线性微分方程得到关系图可分析一、二阶环路的动态过程,取得稳定性、时间响应等有关信息2)准线性法将PD输出的差拍电压信号近似为一直流信号与正弦信号之和进行讨论。此方法适合于任何阶次的环路,:(1)因方程中含有与,因此相轨迹以为周期。所以研究捕获特性时,只研究间的相图即可;(2)在的横轴某些点上,因方程中出现项,所以这些点在相轨迹上的斜率是不确定的,将这些点称为奇点,他们对应着环路的稳定和非稳定平衡点。在稳定平衡点,所有的相轨迹走向都会聚或收敛于该点;对非稳定平衡点,所有的相轨迹都背向该点发散出去匈侈参殊鸽堑咏名谩诡缸辰途夕毯探汀颇院丘缀归帅请碍佰窄辗年枣藤佐chapter5环路捕获性能chapter5环路捕获性能非理想二阶环一个周期内的相图如下澈抿酮捕琅养娇冗听必供沮簿椰今的冀饲清馋搽刚虎猿豆颁婆她泽猩郭又chapter5环路捕获性能chapter5环路捕获性能由图可知:稳定平衡点:令得非稳定平衡点:令得随着固有频差的增加,两个奇点逐渐靠近;当时,两个奇点将重合而消失,此时环路不能通过捕获而锁定,因此是维持环路锁定的必要条件,故环路同步带非线性环路的稳态剩余相差:(2)当瞬时频差很大时,:捕获得起始阶段,环路的频差较大,在输入固定频率信号和VCO反馈的调频信号的作用下,鉴相器的输出为差拍电压,差拍电压中的直流分量不为零,通过环路滤波器的积分作用,使控制电压中的直流分量不断增加,从而不断牵引VCO输出平均频率向输入信号的频率靠近,使得平均频差不断减小;当平均频差减小到进入快捕带后,频率捕获结束,开始相位捕获过程。此过程中,瞬时相差的变化不超过,最终趋于稳态值,使得误差电压和控制电压都为直流信号,提供一个固定的频偏,输出频率被最终锁定在输入信号的频率上,捕获过程结束。捕获过程中各个信号的变化如P80图4-,在捕获过程中,环路滤波器对差拍电压中的交流分量进行按比例衰减,同时对其中的直流分量进行积分,故二阶环的牵引模型如图4-3所示当时,环路滤波器对直流分量的积分作用使得环路输出的平均频率向输入信号频率靠拢在相位捕获过程中,频差不为零,仍然在减小;由于一阶环的捕获过程中相差不会超过,所以一阶环只有相位捕获二阶环的捕获过程是一个牵引过程,而一阶环的捕