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绪言 1

第一章 锁相环基本概念 3

§1．1 锁相环的构成及工作原理 3

一、锁相环的构成 3

二、闭环控制系统的工作原理 3

三、锁相环的工作原理 4

§1．2 锁相环的工作状态 6

一、输入为固定频率信号 6

二、输入为调角信号 7

§1．3 锁相环的捕捉带与同步带 7

二、锁相环应用简介 10

§1．4 锁相环分类与应用简介 10

—、锁相环分类 10

§1．5 锁相环的性能指标 11

§1．6 小结 12

思考与练习 12

第二章 模拟锁相环 14

§2．1 环路数学模型 14

—、鉴相器的数学模型 14

二、环路滤波器的数学模型 14

四、环路的数学模型与动态方程 17

三、压控振荡器的数学模型 17

五、环路的线性化及传递函数 18

§2．2 环路的时域跟踪性能 21

一、典型暂态相位信号 21

二、环路对典型暂态相位信号的响应 22

三、瞬态指标 25

四、稳态指标 27

§2．3 环路的频域跟踪性能 29

一、环路频率特性含义 29

二、环路的频率特性 29

四、载波跟踪和调制跟踪 34

三、频域指标 34

§2．4 锁相调频与锁相鉴频原理 36

一、锁相调频 36

二、锁相鉴频 39

§2．5 环路稳定性 40

一、环路的不稳定现象 40

二、伯德准则及二阶环路稳定性分析 40

三、三阶环稳定性分析 44

一、一阶环非线性性能 47

§2．6 环路非线性性能 47

二、二阶环非线性性能 51

§2．7 辅助捕捉方法 55

一、人工电调 56

二、自动扫描 57

三、变带宽 58

四、变增益 59

§2．8 取样锁相环 60

一、环路的相位模型 60

二、环路特性 63

§2．9 模拟集成锁相环L562 65

一、电路工作原理与特性 66

二、电路连接与调整 68

三、应用实例 70

§2．10 小结 71

一、数学模型 71

二、线性跟踪性能 71

三、稳定性 72

四、非线性性能 72

思考与练习 72

一、相位模型 75

第三章 锁相环噪声性能 75

§3．1 输入白噪声下的环路数学模型 75

二、线性化相位模型 77

§3．2 环路对输入白噪声的线性过滤特性 79

一、环路输出相位噪声方差 79

二、环路噪声带宽BL 80

三、环路输入信噪比、环路信噪比与环路输 81

§3．3 环路失锁门限与环路跳周 82

一、环路失锁门限 82

二、环路跳周 83

§3．4 环路窄带跟踪性能 84

一、环路工作于调制跟踪状态 84

二、环路工作于载波跟踪状态 85

§3．5 环路对压控振荡器相位噪声的线性过滤特性 86

一、振荡器的相位噪声 86

二、线性过滤特性 86

§3．6 环路对各类干扰的线性过滤特性 87

一、杂波抑制度与寄生调制指数的关系 88

二、第一类干扰 88

三、第二类干扰 89

四、第三类干扰 91

§3．7 小结 92

思考与练习 93

第四章 电荷泵锁相环 95

§4．1 电荷泵鉴相器 95

一、鉴相原理 95

二、鉴频原理 97

一、电流型电荷泵锁相环 99

§4．2 电荷泵锁相环数学模型 99

三、电流型电荷泵鉴相器实例 99

二、电压型电荷泵锁相环 100

§4．3 二阶电荷泵锁相环 101

§4．4 三阶电荷泵锁相环 104

§4．5 集成电荷泵锁相环CD4046 107

§4．6 电荷泵锁相环频率合成器 108

§4．7 小结 111

思考与练习 112

§5．1 数字锁相环部件 114

一、数字鉴相器(DPD) 114

第五章 数字锁相环 114

二、数字环路滤波器(DLF) 116

三、数控振荡器(DCO) 119

四、数字锁相环分类 120

§5．2 超前-滞后型位同步提取数字锁相环 120

§5．3 触发器型位同步提取数字锁相环 123

一、8254简介 123

二、边沿检测鉴相器与量化器 124

四、数控振荡器 125

三、数字环路滤波器 125

五、环路捕捉过程 126

六、环路软件程序流程图 127

§5．4 单片数字集成锁相环54LS297/74LS297 128

§5．5 数字锁相环性能分析 130

—、ZC1-DPLL 130

二、LL-DPLL 136

三、FF-DPLL 137

§5．6 小结 138

思考与练习 139

§6．1 概述 140

—、频率合成器的主要性能指标 140

第六章 锁相频率合成 140

二、频率合成方法 141

§6．2 单环频率合成器 142

—、基本形式 142

二、改进型单环频率合成器 142

三、单环频率合成器线性化数学模型 148

§6．3 多环频率合成器 149

一、双环频率合成器 149

一、输出杂波 151

二、输出相位噪声 151

§6．4 单环频率合成器的输出杂波和输出相位噪声 151

二、三环频率合成器 151

§6．5 频率合成器实例 153

一、几种常用的频率合成器IC 153

二、频率合成器举例 159

§6．6 小结 161

思考与练习 161

第七章 锁相解调 163

§7．1 锁相鉴频低门限机理 163

一、平方环 166

§7．2 2PSK信号的锁相解调 166

二、同相正交(Costas)环 167

三、判决反馈环 168

§7．3 4PSK信号的锁相解调 169

§7．4 FM立体声解码 171

一、FM立体声信号频谱 171

二、FM立体声解码器原理 172

§7．5 彩色副载波同步 175

§7．6 小结 177

思考与练习 177

§8．1 位同步提取 178

第八章 锁相环的其它应用 178

§8．2 测速测距 180

一、测速测距原理 180

二、相干应答器 182

三、锁相接收机 183

§8．3 功率放大及微量频率变换 183

一、功率放大 183

二、微量频率变换 184

§8．4 电动机转速控制 185

参考文献 188

习题参考答案 189