鎖相環(huán)實現(xiàn)倍頻的原理是什么？鎖相環(huán)的組成及倍頻的三種方法解析

　　鎖相環(huán)主要由壓控振蕩器，鑒相器，低通濾波器，以及參考頻率振蕩器組成。

　　壓控振蕩器主要實現(xiàn)電壓與頻率的變換，鑒相器主要實現(xiàn)把壓控振蕩器的頻率與參考頻率振蕩器的頻率進行比較。低通濾波器主要是濾除信號中的高頻分量，參考頻率振蕩器提供參考頻率。

　　當鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)時，鑒相器（PD）的兩輸入端一定是兩個頻率完全一樣但有一定相位差的信號。如果它們的頻率不同，則在壓控振蕩器（VCO）的輸入端一定會產(chǎn)生一個控制信號使壓控振蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化，最終使鑒相器（PD）的兩輸入信號（一個是鎖相環(huán)的輸入信號Vi，一個是壓控振蕩器的輸出信號Vo）的頻率完全完全一樣則環(huán)路系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

倍頻電路

　　基于此原理，如果在VCO之后，加一個分頻器（n分頻），在反饋回鎖相環(huán)輸入端，此時輸出信號為原來的n倍。

　　1、傅里葉法

　　這是一種最簡單的模擬信頻方式及它采用了傅里葉級數(shù)。每一個周期性的信號能定義為一個基頻及它的諧波部分的和。如果你變換振蕩器的正弦波輸出為方波，那么你能用下面的關系式：

　　下一步你必須選擇這正確的次諧波。你用一個帶通濾波器去衰減其它部分來選擇要的部分。

　　注意：此法僅適用于低頻。

　　2、鎖相環(huán)法

　　這是一種最簡單的倍頻方法。在這個方法中，輸出頻率不是直接是基準頻率的倍頻，但出

　　于一個電壓控制的獨立的振蕩器，它是通過一個相位比較器與基準頻率同步。要被比較的頻率是除以倍頻因子n。

　　由于頻率分割，壓控振蕩器（VCO）必須產(chǎn)生乘以 n的倍頻。分割后進入反饋回路，使在比較器輸入端有相同的頻率。

　　注意：在大的頻率范圍內(nèi)容易實現(xiàn)。由于反饋回路及比較器的延遲引起抖動差一些。

　　3、參量法

　　Fordahl 開發(fā)了一個新的倍頻模擬方法，該方法采用了基于在半導體之間給出的參數(shù)轉(zhuǎn)移實

　　現(xiàn)乘法功能的硬件，在其輸出端具有一個次諧波衰減可選擇的倍頻系數(shù)。一個輸出帶通濾波器加以改善次諧波的衰減。由于模擬倍頻類型，其頻率 n&TImes;Fref 的頻譜純度改善了，并且相位噪聲及抖動降低了。

　　注意：在低頻及高頻時都能很好工作。