Question

数字锁相环的原理

看好几本锁相环的书都讲的是鉴相器输出的信号是两个输入信号的相位差，接近直流信号，这样经过低通滤波器后输出到压控振荡器。可是对于数字锁相环，数字鉴相器的原理是把两个输入信号求异或，这样得到的信号是一个振荡信号啊！振荡信号怎么能去控制压控制振荡器呢？

Answer 1

将其送入低通滤波器，得到的也是直流啊！

追问

为什么？数字鉴相器输出的是方波（或者说是脉冲），如何能变成直流？

追答

如图所示，红色波形和蓝色波形分别是低通滤波器的输入和输出信号，输出信号由一个直流分量与一个交流分量叠加而成，直流电压就是输入信号的平均值，其高低与矩形波的占空比成正比，交流分量的幅度随滤波器截止频率的降低（提高）而减小（增大），若截止频率足够低，则交流分量趋于零。

数字锁相环处于锁定状态时，输出信号与基准信号保持90°相差，鉴相器输出占空比50%的方波；处于非锁定状态时，鉴相器输出波形的占空比则偏离50%，滤波器输出直流电压去调节压控振荡器输出信号的频率（相位），直至锁定。

追问

感谢你回答了这么多！可是我还是不太明白，按你的说话，锁定状态鉴相器输出方波，经过低通滤波器后变成一个直流电压和三角波有叠加，也就是说不是一年直流电压，这样进入压控振荡器后压控振荡器输出的频率会是稳定的吗？不会有起伏吗？

或者你可以推荐我一本书看，我有两本书，根本就不讲数字锁相环，全都是模拟的。如果你能帮我解决问题，我还可以追加财富值。

追答

锁定时，那三角波是完全对称的，其平均值为零，即高于平均值部分导致的频率增高与低于平均值部分导致的频率降低正好抵消。这里的VCO是方波振荡器，控制电压有波动，在波形的高（低）电平期间不会造成输出信号电压幅度波动。而其他波形（尤其是正弦波）振荡器，控制电压有波动，会引起的输出信号电压幅度波动，导致频率波动（调频）现象。

Answer 2

参考CD4046的技术资料

追问

那里是讲了很多东西，它这种鉴相器很牛，我以前没学过。可是， 这里并没有提我说的事情啊！低通滤波器。