锁相环初探 ——一定要看小结哦！！！

前言

工程实训，无意间问老师什么是锁相环？结果被骂回来。惨啊！自己探索出来的，有什么纰漏，还望见谅。

一、锁相环是什么？

锁相环（PLL），就是为了锁定频率的，它能使受控振荡器的频率和相位均与输入参考信号保持同步。说白了，就例如，我要让别人和我保持一样的生活作息。它是一个以相位差为控制对象的反馈控制系统，是将参考信号与受控振荡器输出信号之间的相位进行比较，产生相位差电压来调整受控振荡器输出信号的相位，从而使受控振荡器的输出频率与参考信号保持一致。（反馈控制:可以理解为高中生物中的的负反馈调节）在两者频率相同而相位并不完全相同的情况下，两个信号之间的相位差能稳定在一个很小的范围里。（就是使外部晶振产生的信号与需要的信号匹配，提供时钟的控制）

借大佬的图

二、基本构成

1.鉴相器（PFD）

鉴相器:检测输入信号和输入信号的相位差。当两者的频率相同、相位不同时，鉴相器将输出误差信号，经过环路滤波器输出控制信号去控制压控振荡器（VCO),使其输出的频率与参考信号一致，而相位相差一个预定值。这个预定值就是恒定相位差（稳态相位差），此稳态相位差经鉴相器转变为直流误差信号，通过环路滤波器（低通滤波）过滤掉，控制VCO的输出频率和参考信号频率一致。

2.环路滤波器

环路滤波器从实质上讲也是低通滤波，其作用主要是滤除鉴相器输出误差电压中的高频及
干扰成分，得到控制电压U，因为控制电压U是决定VCO工作频率的电压，因此它的变化对锁相环路的性能参数有很大的影响。

3.压控振荡器

压控振荡器（VCO）是锁相环的被控对象。压控振荡器是一个电压——频率变换装置，在环路中作为频率可调振荡器，其振荡频率应随输入控制电压线性变化。

三.锁相环要控制的三大要素

相位噪声
要尽量降低相位噪声，因为相位噪声过高，会使得锁相环的效率降低，甚至完全无法工作。相噪值的计算公式：MKR Noise = MKR Value - 10log RBW。
参考杂散
锁相环中最常见的杂散信号就是参考杂散，这些杂散信号会由于电荷泵源电流与汇电流的失配、电荷泵漏电流。
锁定时间
锁相环从一个指定频率跳转到另一个指定频率（在给定的频率误差范围内）所用的时间就是锁定时间。

四.小结

其实说了这么多，大部分大家在网上都可以找到更好的讲解。那我就分享一下我个人理解的锁相环。
我感觉把锁相环三个字分开来更好理解。
锁：锁定
锁定什么？
锁定频率和相位，使得外界的输入信号锁定到和参考信号一致。这样才能完成后序的工作。

相：相位
谁的相位?
输入信号的相位

环：环路
因为不可能一次就可以完美的把输入信号与参考信号匹配完成，所以需要在环路进行不停地调整，因为鉴相器输出的误差电压总是在某一范围内摆动。这个误差电压通过环路滤波器变成控制电压加到压控振荡器上，使压控振荡器的频率趋向于参考信号的频率 ，直到压控振荡器的频率变化到与输入参考信号的频率相等，并满足一定条件，环路就在这个频率上稳定下来。两个频率之间的相位差不随时间变化而是一个恒定的常数，这时环路就进入“锁定”状态。

鉴相器详讲：https://blog.csdn.net/qq_38496973/article/details/108342879?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161718639616780266275284%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=161718639616780266275284&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allsobaiduend~default-2-108342879.pc_search_result_hbase_insert&utm_term=%E9%89%B4%E7%9B%B8%E5%99%A8

滤波器详讲：https://blog.csdn.net/qq_42113899/article/details/89060804?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161719304016780269871548%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=161719304016780269871548&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allfirst_rank_v2~rank_v29-3-89060804.pc_search_result_hbase_insert&utm_term=%E7%8E%AF%E8%B7%AF%E6%BB%A4%E6%B3%A2%E5%99%A8

压控振荡器详讲：https://blog.csdn.net/xutonghuang1986/article/details/5691085?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161719310916780357279192%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=161719310916780357279192&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allsobaiduend~default-11-5691085.pc_search_result_hbase_insert&utm_term=%E5%8E%8B%E6%8E%A7%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E5%99%A8
更深入的学习还在继续，有什么新知识，再分享。
大佬的文章收益匪浅哦
http://www.360doc.com/content/16/0601/20/33813117_564266468.shtml