锁相环及其在相干接收机设计中的应用PDF电子书下载

目录 1

第一部分 概论 1

第一章 工作原理 1

第二章 环路部件 7

2.1 相位检波器 7

2.1.1 双二极管相位检波器（第一种电路） 8

2.1.2 双二极管相位检波器（第二种电路） 16

2.1.3 用四个二极管的正弦相位检波器 19

2.1.4 模拟乘法器 23

2.1.5 在（0,π）区间的线性相位检波器（三角型特性） 25

2.1.6 在（0,2π）区间为线性的相位检波器（锯齿型特性） 29

2.2 调频振荡器（或VCO） 30

2.3 环路滤波器 36

第三章 一般方程 44

3.1 使用正弦特性相位检波器的环路的一般时域方程 45

3.2 一般线性化方程 48

3.3 一阶环路的线性化方程 49

3.4 二阶环路的线性化方程 50

3.4.1 传递函数为F（jω)=1+jωτ2/jωτ1的环路滤波器情况 51

3.4.2 传递函数为F(jω)=1/1+jωτ1的环路滤波器情况 52

3.4.3 传递函数为F(jω)=1+jωτ2/1+jωτ1的环路滤波器情况 54

3.5 二阶环路的一般时域方程（具有正弦特性的相位检波器） 55

3.5.1 传递函数为F(jω)=1+jωτ2/jωτ1的环路滤波器情况 56

3.5.2 传递函数为F(jω)=1/1+jωτ1的环路滤波器情况 57

3.5.3 传递函数为F(jω)=1+jωτ2/1+jωτ1的环路滤波器情况 58

3.6 二阶环路的参数 58

3.6.1 传递函数为F(jω)=1+jωτ2/jωτ1的环路滤波器情况 59

3.6.2 传递函数为F(jω)=1/1+jωτ1的环路滤波器情况 60

3.6.3 传递函数为F(jω)=1+jωτ2/1+jωτ1的环路滤波器情况 60

第四章 锁相环的稳定性 64

4.1 一阶环路 64

4.2 具有理想积分器的二阶环路 68

4.3 具有理想积分器和相位超前校正网络的二阶环路 69

4.4 具有低通滤波器的二阶环路 72

4.5 具有低通滤波器和相位超前校正网络的二阶环路 73

4.6 高阶环路 76

引言 82

第二部分 线性状态 82

第五章 瞬态响应 84

5.1 相位阶跃响应 84

5.1.1 一阶环路 85

5.1.2 具有F(s)=1+sτ2/sτ1的二阶环路 85

5.1.3 具有F(s)=1/1+sτ1的二阶环路 88

5.1.4 具有F(s)=1+sτ2/1+sτ1的二阶环路 90

5.2.1 一阶环路 92

5.2 频率阶跃响应 92

5.2.2 具有F(s)=1+sτ2/sτ1的二阶环路 93

5.2.3 具有F(s)=1/1+sτ1的二阶环路 96

5.2.4 具有F(s)=1+sτ2/1+sτ1的二阶环路 97

5.3 线性频率斜升的响应 99

5.3.1 一阶环路 99

5.3.2 具有F(s)=1+sτ2/sτ1的二阶环路 100

5.3.3 具有F(s)=1/1+sτ1的二阶环路 102

5.3.4 具有F(s)=1+sτ2/1+sτ1的二阶环路 104

第六章 正弦工作状态 107

6.1 正弦调相 107

6.1.1 一阶环路 108

6.1.2 具有F(s)=1+sτ2/sτ1的二阶环路 110

6.1.3 具有F(s)=1/1+sτ1的二阶环路 116

6.1.4 具有F(s)1+sτ2/1+sτ1的二阶环路 117

6.2 稳定状态的建立 124

6.3 正弦调频 128

6.3.1 一阶环路 130

6.3.2 具有F(s)=1+sτ2/sτ1的二阶环路 131

6.3.3 具有F(s)=1/1+sτ1的二阶环路 134

6.3.4 具有F(s)=1+sτ2/1+sτ1的二阶环路 134

6.4 用锁相环作为鉴频器 137

第七章 加性噪声响应 146

7.1 相位检波器的工作原理 146

7.1.1 加性噪声分析 146

7.1.2 模拟乘法器情况 147

7.1.3 应用sign［cos(ωt+θR)］乘法器的情况 150

7.1.4 在区间-π/2到+π/2上为线性的相位检波器 153

7.1.5 从-π到+π为线性的相位检波器 161

7.2 环路的加性噪声响应 162

7.3 参数选择最佳化（一） 172

7.4 输出信号功率谱 179

7.5 相位解调输出信噪比 182

7.6 频率解调输出信噪比 189

7.6.1 标准鉴频器（提示） 190

7.6.2 一阶环路 192

7.6.3 具有低通滤波器的二阶环路 194

7.6.4 具有积分器和校正网络或者具有低通滤波器和校正网络的二阶环路 195

第八章 对随机调制的响应 201

8.1 输入信号调制的影响 201

8.1.1 高斯白噪声调相 203

8.1.2 高斯闪烁噪声调相 205

8.1.3 高斯白噪声调频 209

8.1.4 高斯闪烁噪声调频 210

8.2.1 干扰在VCO之后 213

8.2 VCO调制影响 213

8.2.2 干扰在VCO之前 215

8.2.3 两个方法的等效性 217

8.2.4 用锁相环路提纯信号频谱 218

8.3 参数最佳化（二） 219

8.3.1 短期信号不稳定性的影响 220

8.3.2 串接环路 227

第九章 变参量 233

9.1 应用自动增益控制 235

9.1.1 具有低通滤波器加校正网络的二阶环路 239

9.1.2 具有积分器和校正网络的二阶环路 240

9.2 应用限幅器 243

第三部分 非线性工作 254

引言 254

第十章 输入信号的自然捕捉 255

10.1 一阶环路的信号捕捉 255

10.1.1 相位捕捉 257

10.1.2 频率捕捉 260

10.2 二阶环路的信号捕捉 268

10.2.1 相平面法 270

10.2.2 近似分析法 283

第十一章 捕捉辅助设备 297

11.1 开环频率扫描 299

11.2 闭环频率扫描 306

11.2.1 相干振幅检波器的工作原理 308

11.2.2 实验结果 312

12.1 加性噪声的影响 321

第十二章 有噪声时的非线性工作 321

12.1.1 问题分析 322

12.1.2 福克－普兰克（Fokker-planck）法 325

12.1.3 布通（Booton）准线性法 335

12.2 有加性噪声时的工作门限 340

12.3 输入信号调制的影响 345

12.3.1 调相情况 346

12.3.2 有加性噪声时调相的工作门限 352

12.3.3 调频工作门限 357

A.1 混频器工作原理 367

附录A 派生环路 367

A.2 间接或者外差环路 368

A.3 长环路 371

附录B 相干接收机设计草案 374

B.1 测量项目 374

B.1.1 接收机的用途 375

B.1.2 原始数据 375

B.2.1 载波的处理 376

B.2 步骤1 376

B.2.2 副载波的处理 380

B.3 步骤2 383

B.3.1 载波环路 383

B.3.2 副载波环路 394

B.3.3 接收机的一般组成 401

B.3.4 接收机性能 404

参考文献 408