Question

锁相环的基本构成及大致工作原理？

Answer 1

锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器及负反馈构成。经过负反馈，输出信号与输入信号电压之差进入鉴相器。
鉴相器输出包括与环路瞬时相差成近似比例关系低频分量以及与信号频率相关的较高频率成分的分量。
该信号经过环路滤波器（有时鉴相器本身就包含了低通滤波器，该环节可省）后，剩下信号为瞬时相差成近似比例关系的分量。
压控振荡器的输出频率与输入电压的成线性关系。由于输入信号是相位差信号，若将输出看作输入的函数，由于频率是相位的微分，或者说，相位是频率的积分，因此，输出信号与相位与输入电压成积分关系。
若相位差小于零，经过一段时间的积分后，其输出信号必然减小，使相差变大，若相位差大于零，经过一段时间的积分后，其输出信号必然大于零，使相差变小。因此，经过一定的动态调节过程后，其输出瞬时相位与输入瞬时相位将保持很小的差值。该差值称为锁相环的稳态相差，必然存在，但数值很小。
而输出频率将等于输入频率，这是因为，若两者频率不相等，相当于两个向量的旋转速度不等，其相位差必然会不断增大（或减小后再增大）。