第1章 锁相环基本概念 1
1.1闭环控制系统简介 1
1.2锁相环的构成及工作原理 2
1.2.1锁相环的构成 2
1.2.2锁相环的工作原理 3
1.2.3锁相环分类 5
1.3锁相环的工作状态 5
1.3.1锁定状态 6
1.3.2线性跟踪状态 6
1.3.3失锁状态 7
1.4锁相环的捕捉带与同步带 7
1.5锁相环应用简介 9
1.6锁相环的性能指标 10
1.7小结 11
思考与练习 11
第2章 模拟锁相环 13
2.1环路数学模型 13
2.1.1鉴相器的数学模型 13
2.1.2环路滤波器的数学模型 14
2.1.3压控振荡器的数学模型 16
2.1.4环路的数学模型与动态方程 17
2.1.5环路的线性化及传递函数 17
2.2环路的时域跟踪性能 20
2.2.1典型暂态相位信号 20
2.2.2环路对典型暂态相位信号的响应 21
2.2.3瞬态指标 22
2.2.4稳态指标 24
2.3环路的频域跟踪性能 25
2.3.1环路频率特性含义 25
2.3.2环路的频率特性 26
2.3.3频域指标 30
2.3.4载波跟踪和调制跟踪 31
2.4锁相调频与锁相鉴频原理 32
2.4.1锁相调频 32
2.4.2锁相鉴频 34
2.5环路稳定性 35
2.5.1环路的不稳定现象 35
2.5.2伯德准则及二阶环路稳定性分析 36
2.5.3三阶环稳定性分析 39
2.6环路非线性性能 41
2.6.1一阶环非线性性能 42
2.6.2二阶环非线性性能 46
2.7辅助捕捉方法 49
2.7.1人工电调 49
2.7.2自动扫描 50
2.7.3变带宽 51
2.7.4变增益 52
2.8取样锁相环 53
2.8.1工作原理 53
2.8.2环路性能 54
2.9模拟集成锁相环L562 56
2.9.1电路连接与调整 57
2.9.2应用实例 59
2.10小结 60
思考与练习 62
第3章 锁相环噪声性能 64
3.1输入白噪声下的环路数学模型 64
3.1.1相位模型 64
3.1.2线性化相位模型 66
3.2环路对输入白噪声的线性过滤特性 67
3.2.1环路输出相位噪声方差 67
3.2.2环路噪声带宽BL 68
3.2.3环路输入信噪比、环路信噪比与环路输出信噪比 69
3.3环路失锁门限与环路跳周 71
3.3.1环路失锁门限 71
3.3.2环路跳周 72
3.4环路窄带跟踪性能 73
3.4.1环路工作于调制跟踪状态 73
3.4.2环路工作于载波跟踪状态 74
3.5环路对压控振荡器相位噪声的线性过滤特性 75
3.5.1振荡器的相位噪声 75
3.5.2线性过滤特性 75
3.6环路对各类干扰的线性过滤特性 76
3.6.1杂波抑制度与寄生调制指数的关系 76
3.6.2第一类干扰 77
3.6.3第二类干扰 78
3.6.4第三类干扰 79
3.7小结 80
思考与练习 81
第4章 电荷泵锁相环 83
4.1电荷泵鉴相器 83
4.1.1鉴相原理 83
4.1.2鉴频原理 85
4.1.3电流型电荷泵鉴相器实例 87
4.2电荷泵锁相环数学模型 87
4.2.1电流型电荷泵锁相环 87
4.2.2电压型电荷泵锁相环 88
4.3二阶电荷泵锁相环 89
4.4三阶电荷泵锁相环 92
4.5集成电荷泵锁相环CD4046 94
4.6电荷泵锁相环频率合成器 95
4.7小结 98
思考与练习 99
第5章 数字锁相环与位同步提取 101
5.1超前-滞后型DPLL 101
5.2触发器型DPLL 103
5.2.1基本原理 103
5.2.2实例 104
5.3DPLL的性能指标 108
5.4位同步提取 110
5.4.1DPLL位同步器 111
5.4.2CPPLL位同步器 111
5.4.3APLL位同步器 112
5.5小结 113
思考与练习 113
第6章 锁相频率合成 114
6.1概述 114
6.1.1频率合成器的主要性能指标 114
6.1.2频率合成器的基本方法 115
6.2单环频率合成器 116
6.2.1基本形式 116
6.2.2改进型单环频率合成器 117
6.2.3单环频率合成器线性化数学模型 122
6.3多环频率合成器 124
6.3.1双环频率合成器 124
6.3.2三环频率合成器 125
6.4单环频率合成器的输出杂波和输出相位噪声 125
6.4.1输出杂波 125
6.4.2输出相位噪声 126
6.4.3减小分频器触发噪声的方法 127
6.5含有DDS的锁相频率合成器 128
6.5.1DDS简介 128
6.5.2含有DDS的锁相频率合成器结构 129
6.6锁相频率合成器实例 131
6.6.1频率合成器IC芯片实例 132
6.6.2频率合成器实例 139
6.7小结 142
思考与练习 142
第7章 锁相调制与解调 144
7.1二点注入式锁相调频 144
7.1.1方案一 144
7.1.2方案二 145
7.2锁相鉴频低门限机理 146
7.32PSK信号的相干载波提取 149
7.3.1平方环 150
7.3.2同相正交环 150
7.3.3判决反馈环 151
7.44PSK信号的相干载波提取 153
7.5FM立体声解码 155
7.5.1FM立体声信号频谱 155
7.5.2FM立体声解码器原理 156
7.6彩色副载波同步 158
7.7小结 160
思考与练习 161
第8章 锁相环的其他应用 162
8.1卫星测速测距 162
8.1.1测速测距原理 162
8.1.2相干应答器 164
8.1.3锁相接收机 164
8.2功率放大及微量频率变换 165
8.2.1功率放大 165
8.2.2微量频率变换 165
8.3电动机转速控制 167
习题参考答案 169
参考文献 171