鎖相環(huán)是指一種電路或者模塊，它用于在通信的接收機中，其作用是對接收到的信號進行處理，并從其中提取某個時鐘的相位信息。或者說，對于接收到的信號，仿制一個時鐘信號，使得這兩個信號從某種角度來看是同步的(或者說，相干的)。由于鎖定情形下(即完成捕捉后)，該仿制的時鐘信號相對于接收到的信號中的時鐘信號具有一定的相差，所以很形象地稱其為鎖相器。而一般情形下，這種鎖相環(huán)的三個組成部分和相應的運作機理是：1鑒相器：用于判斷鎖相器所輸出的時鐘信號和接收信號中的時鐘的相差的幅度;2可調(diào)相/調(diào)頻的時鐘發(fā)生器器：用于根據(jù)鑒相器所輸出的信號來適當?shù)恼{(diào)節(jié)鎖相器內(nèi)部的時鐘輸出信號的頻率或者相位，使得鎖相器完成上述的固定相差功能;3環(huán)路濾波器：用于對鑒相器的輸出信號進行濾波和平滑，大多數(shù)情形下是一個低通濾波器，用于濾除由于數(shù)據(jù)的變化和其他不穩(wěn)定因素對整個模塊的影響。從上可以看出，大致有如下框圖,可見，是一個負反饋環(huán)路結(jié)構(gòu)，所以一般稱為鎖相環(huán)( )鎖相環(huán)有很多種類，可以是數(shù)字的也可以是模擬的也可以是混合的，可以用于恢復載波也可以用于恢復基帶信號時鐘。
自動變?？刂茢?shù)字鎖相環(huán)原理圖
鎖相環(huán)的工作原理
鎖相環(huán)是與芯片的時鐘有關(guān)的模塊，比如一個數(shù)字芯片肯定有一個時鐘信號(作用類似于鐘表，讓芯片的各個模塊在它的變化中，調(diào)節(jié)自己的工作進度)，初了解來似乎用一根導線來代替這么大一塊電路更好。
鎖相環(huán)顧名思義是一個能夠“鎖住”相位的環(huán)，更具體點解釋如下：最簡單的鎖相環(huán)就兩個端口，一個參考輸入時鐘，一個由鎖相環(huán)內(nèi)部模塊生成的輸出時鐘。說一下它的模塊組成其實很有用，最主要包括鑒頻鑒相器、壓控振蕩器。利用鑒相鑒頻器比較輸入?yún)⒖紩r鐘與壓控振蕩器產(chǎn)生的時鐘在頻率和相位上的誤差產(chǎn)生一個相應大小的控制電壓，控制電壓去控制壓控振蕩器，進而調(diào)節(jié)壓控振蕩器的輸入時鐘信號，最終使輸出時鐘的頻率與相位和輸入時鐘幾乎一模一樣。其實這就是一個模塊級的負反饋。
倍頻作倍頻作用：
鎖相環(huán)以上是鎖相環(huán)最簡單的使用，鎖相環(huán)還有倍頻作用，因為輸出的時鐘是它自己內(nèi)部的壓控振蕩器產(chǎn)生的，若加一個分頻器，再與輸入?yún)⒖紩r鐘相比較，就可得到一個頻率加N倍的時鐘信號，當然相位還是和參考時鐘是同步的。
鎖相環(huán)調(diào)制解調(diào)作用：
鎖相環(huán)是為了得到頻率相同的信號，其在射頻中也有，調(diào)制解調(diào)，不知道你用過沒有老式的電視機，有一個調(diào)節(jié)鈕就是調(diào)節(jié)電視屏幕上下跳動的，自從有了鎖相環(huán)問題解決了，現(xiàn)在的電視都沒那個調(diào)節(jié)鈕了。
鎖相環(huán)在模擬信號中的作用和應用
基帶信號用高頻載波發(fā)射后以后，在接受端需要乘以與載波同頻率同相位的信號來解調(diào)。
由于發(fā)射端器件產(chǎn)生頻率誤差，即使知道載波頻率為900MHz，接收端也不能直接用900MHz來解調(diào)。需要得到確切的載波頻率就要用鎖相環(huán)來產(chǎn)生同頻率的信號。
對于數(shù)字信號，有些傳輸方式是沒有同步時鐘的，需要從數(shù)據(jù)中恢復時鐘，也會用到鎖相環(huán)。
你說到消除頻率誤差用導線，應該實說模擬信號中的應用。問題是，直接用接收到的信號是無法自己給自己解調(diào)的。需要的是產(chǎn)生載頻的正弦信號。誤差也是針對載頻來說的
知識小課堂：為何不用一根導線代替鎖相環(huán)?
其工作原理和作用大致說了，似乎還有朋友問“如果消除頻率誤差的話，直接用良好的導線不是更加好吧，成本還低些，這樣的問題” 難道 一根導線似乎比鎖相環(huán)更好使?。
數(shù)字芯片有個時鐘樹的概念，現(xiàn)在比如就是一根導線代替鎖相環(huán)，芯片外面在時鐘的上升沿開始給芯片送入一組數(shù)據(jù)，芯片內(nèi)部由于有時鐘樹的存在，導致了內(nèi)部時序電路實際使用的時鐘是延遲過的，進而產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)漂移的現(xiàn)象。但是有鎖相環(huán)了，我們可以把時鐘樹的其中一個分支接入鎖相環(huán)，使時鐘樹末梢的相位頻率與參考信號保持一致，就不會有數(shù)據(jù)漂移的現(xiàn)象了，所以說鎖相環(huán)并非一根導線可代替的。
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