锁相环路原理与应用PDF电子书下载

目录 1

第一章 环路的基本原理 14

第一节 锁相环的组成 14

一、方框图 14

二、鉴相器 15

三、压控振荡器 18

四、环路滤波器 19

第二节 基本方程和相位模型 21

第三节 环路锁定的概念 24

第四节 一阶环路 26

一、锁定的建立过程和建立时间 27

二、差拍状态和频率牵引现象 30

三、频率响应 32

第五节 一阶环路方程的解析解 36

一、锁定状态 36

二、差拍状态 38

第二章 环路线性性能分析 40

第一节 线性化概念 40

一、鉴相器的线性近似 40

二、线性化环路方程 41

第二节 环路传递函数 42

一、传递函数的一般形式 42

二、各种滤波器的传递函数 43

三、实际环路的传递函数 50

第三节 环路频率响应 55

一、闭环频率响应 55

二、误差频率响应 58

第四节 环路的稳定性 61

一、稳定性的一般概念 61

二、稳定性判据 64

三、几个具体环路的稳定条件 70

第五节 线性跟踪 73

一、输入相位阶跃△θ 74

二、输入频率阶跃△ω（相位斜升） 75

三、输入频率斜升R 77

四、输入正弦调频信号 80

五、输入正弦调相信号 83

第六节 过渡过程 85

一、输入相位阶跃 86

二、输入频率阶跃 89

三、输入频率斜升 91

第七节 三阶环线性性能分析 93

一、稳态相差 94

二、根轨迹法基本概念 95

三、三阶环根轨迹及其特点 99

第三章 环路非线性性能分析 101

一、相图法 102

第一节 相图法的基本概念 102

二、线性系统的相图 104

三、极限圈 106

第二节 固定频率输入的二阶环（理想积分滤波器） 108

一、相图及其特点 108

二、捕捉带 115

三、捕捉时间 117

第三节 线性变化频率输入的二阶环（理想积分滤波器） 126

一、相图及其特点 126

四、快捕带 128

二、频率变化速率 132

三、对起始频差的限制 134

第四节 固定频率输入的二阶环（无源比例积分滤波器） 135

一、相图及其特点 135

二、捕捉带与捕捉时间 142

三、牵引现象 146

第五节 捕捉过程时间图 147

一、从相轨迹图作出时间图 147

二、捕捉全过程 151

第六节 捕捉带的一般公式 152

第七节 辅助捕捉方法 157

一、扫描法 158

二、变带宽法 160

三、鉴频环路法 161

四、信号注入法 162

五、其它 163

第四章 有噪环路的性能分析 165

第一节 有相加噪声时的环路相位模型 167

一、输入相加噪声的性质 168

二、相加噪声相位模型 170

第二节 环路输入相加噪声的响应 173

一、环路输出噪声相位方差？ 175

二、环路等效噪声带宽 175

三、环路信噪比 185

一、准线性化的基本原理 187

第三节 环路失锁门限 187

二、环路失锁门限的一般讨论 190

三、一阶环 193

四、高增益二阶环 195

第四节 环路跳周 198

一、一阶环路相差的稳态概率密度 200

二、一阶环路的跳周平均时间 208

三、高增益二阶环路的P（θe）及Tav 212

第五节 压控振荡器的噪声及其对环路性能的影响 215

一、振荡器相位噪声的一般概念 215

二、压控振荡器相位和频率噪声谱密度的性质 217

三、环路输出相位噪声方差？ 227

一、应用于解调技术 232

第一节 概述 232

第五章 锁相环在通信中应用 232

二、应用于调制技术 240

三、应用于稳频技术 241

四、应用于微波技术 246

五、自动调谐跟踪 248

第二节 锁相环路调频解调器 251

一、普通鉴频器的性能介绍 251

二、锁相环路的鉴频原理 255

三、门限性能 260

四、限幅器对鉴频环路的影响 267

五、计算举例 269

第三节 锁相接收机 273

一、概述 273

二、窄带跟踪环路的解调原理 277

三、中放、倍频级对环路的影响 279

四、自动增益控制（AGC） 283

五、设计考虑 285

六、假锁 293

第四节 移相键控信号（PSK）的相干解调 297

一、一般介绍 297

二、平方环与考斯脱斯环的分析 302

三、快速PSK信号相干解调 314

一、不归零的二进制随机序列的特征 321

第五节 用锁相环提取数字同步信号 321

二、提取位同步信号的环路组成及对其部件的要求 322

三、锁相环路同步器 328

第六章 取样锁相环及其在频率合成技术中应用 331

第一节 取样倍频锁相环路的基本原理 331

一、环路组成及工作原理 331

二、正弦型取样保持鉴相器 334

三、环路相位模型 344

四、取样倍频器性能讨论 345

第二节 Z－变换及其在取样锁相环中的应用 352

一、Z－变换定义 352

二、Z－变换的反变换 355

三、Z－变换的基本定理 358

四、Z－变换的应用 361

五、取样锁相环线性性能分析 365

第三节 取样鉴相数字式合成器锁相环 373

一、环路组成 373

二、锯齿形取样保持鉴相器 374

三、环路相位模型 378

四、环路性能讨论 380

第四节 数字式频率合成器的输出寄生边带与相位噪声 388

一、合成器输出寄生边带 388

二、合成器的相位噪声 399

第五节 数字式频率合成器环路的设计 404

二、合成器环路的设计步骤 405

一、合成器的主要质量指标 405

第七章 数字锁相环的原理与应用 409

第一节 一种数字锁相环 410

一、环路的部件性能介绍 410

二、数字环的相位锁定过程 420

三、环路的基本方程及模型 424

四、环路的性能分析 427

五、应用举例 435

第二节 另一种全数字锁相环 439

一、一阶环路的基本原理 439

二、一阶环路的性能分析 444

三、n阶环路的组成方案 453

一、基本原理 457

第三节 一种用作自位同步器的全数字环 457

二、方案举例 461

第八章 环路主要部件与集成化 470

第一节 电压控制振荡器 470

一、晶体压控振荡器（VCXO） 472

二、LC推挽压控振荡器 480

三、积分一施密特触发压控多谐振荡器 485

四、射极定时压控多谐振荡器 488

五、各种压控振荡器的比较 491

第二节 鉴相器 492

一、二极管平衡鉴相器 494

二、二极管环形鉴相器 497

三、平衡模拟乘法器 502

四、双平衡模拟乘法器 508

五、或门鉴相器 510

六、异或门鉴相器 512

七、鉴频—鉴相器 514

第三节 单片集成锁相环 519

一、方框图与线路图 520

二、电路工作原理 520

三、应用举例 526

第九章 环路特性测量 529

第一节 静态测量 529

一、同步范围内Vd与△f0的关系及同步带测定 530

二、捕捉带、捕捉时间的测量 532

三、稳态相位误差测量 534

第二节 动态测量 536

一、开环与闭环频率特性的测量 536

二、阻尼系数ζ及自然谐振频率ωn的测定 543

三、观察暂态特性 544

第三节 噪声测量 545

一、噪声带宽 545

二、环路的失锁门限 545

三、相位抖动、功率谱密度与输出信噪比 546

参考资料 549