锁相环的工作原理

锁相环 (phase-locked loop)为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，主要有VCO（压控振荡器）和PLL IC ,压控振荡器给出一个信号,一部分作为输出，另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较，为了保持频率不变，就要求相位差不发生改变，如果有相位差的变化，则PLL IC的电压输出端的电压发生变化，去控制VCO,直到相位差恢复！达到锁频的目的！!能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。

锁相环的基本组成

锁相环包含三个主要的部分:⑴鉴相环(或相位比较器,记为PD或PC):是完成相位比较的单元,用来比较输入信号和基准信号的之间的相位.它的输出电压正比于两个输入信号之相位差.⑵低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量,起平滑滤波的作用.通常由电阻、电容或电感等组成，有时也包含运算放大器。⑶压控振荡器（VCO）：振荡频率受控制电压控制的振荡器，而振荡频率与控制电压之间成线性关系。在PLL中，压控振荡器实际上是把控制电压转换为相位。

图一：MCl45152内部组成方框图

锁相环的工作原理

锁相环由三个基本的部件组成：鉴相器（PD）、环路滤波器（LPF）和压控振荡器（VCO）。鉴相器是个相位比较装置。它把输入信号Si(t)和压控振荡器的输出信号So(t)的相位进行比较，产生对应于两个信号相位差的误差电压Se(t)。

环路滤波器的作用是滤除误差电压Se(t)中的高频成分和噪声，以保证环路所要求的性能，增加系统的稳定性。压控振荡器受控制电压Sd(t)的控制，使压控振荡器的频率向输入信号的频率靠拢，直至消除频差而锁定。

图二：锁相环的工作原理图

手机锁相环的工作原理 

PLL的结构和工作原理 要想正确地评价一个PLL的性能，首先必须了解其结构和工作原理。PLL的主要结构十分简单。它由一个鉴相器、一个充电泵、一个环路滤波器和一个压控振荡器(VCO)构成。PLL电路在启动时处于“失锁”状态，这时，VCO分频后的输出频率与参考信号的频率无关。 在PLL环路处于失锁状态时，参考时钟的上升沿与VCO输出时钟的上升沿之间存在一个相位差，这个相位差经过积分之后，反馈回来控制VCO的输出频率，使之向参考时钟的频率靠近，直到锁定。一旦PLL进入“锁定”状态，鉴相器检测出来的相位误差就接近0，因为此时VCO的频率和相位都与参考时钟的频率和相位对齐。鉴相器只对分频后的VCO输出信号与参考时钟进行比较，因而PLL的实际输出频率比参考频率高N倍。因此，PLL还可以实现倍频功能。 另外，在ASIC设计中，如果反馈路径上也存在时钟分布的话，PLL会将这个分布时钟信号也与参考信号对齐，这样就能够有效减小由时钟分布引起的延迟。 PLL的组成模块中可以包含不同数量的模拟电路和数字电路，甚至可以是全数字电路。