PLL到底是个啥么东西呢？

PLL的出现是为了解决这样一个问题的：就是外部输入的信号实际上与内部时钟振荡信号是完全不同步的，为了解决这个问题，我们想到了用改进工艺的方法，但实际上晶振由于工艺与成本原因，做不到很高的频率，而在需要高频应用时，有相应的器件VCO，实现转成高频，但并不稳定，故利用锁相环路就可以实现稳定且高频的时脉冲讯号。

功能：锁相实际上是为了实现相位同步自动控制，能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环，简称PLL。

应用：广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域。

一个典型的锁相环（PLL）系统

基本电路组成：鉴相器（PD），压控荡器（VCO）和低通滤波器（LPF）如图

它的实际工作过程：

锁相环路的捕捉与跟踪过程

　　（1）捕捉过程：当锁相环路刚开始工作时，其起始时一般都处于失锁状态，由于输入到鉴相器的二路信号之间存在着相位差，鉴相器将输出误差电压来改变压控振荡器的振荡频率，使之与基准信号相一致。锁相环由失锁到锁定的过程，人们称为捕捉过程。系统能捕捉的最大频率范围或最大固有频带称为捕捉带或捕捉范围。

　　（2）跟踪过程：当锁相环路锁定后，由于某些原因引起输入信号或压控振荡器频率发生变化，环路可以通过自身的反馈迅速进行调节。结果是VCO的输出频率、相位又被锁定在基准信号参数上，从而又维持了环路的锁定。这个过程人们称为环路的跟踪过程。系统能保持跟踪的最大频率范围或最大固有频带称为同步带或同步范围，或称锁定范围。

　　捕捉过程与跟踪过程是锁相环路的两种不同的自动调节过程。

AFC与PLL的比较：

　　（1）自动频率控制（AFC）电路，在锁定状态下，存在着固定频差。

　　（2）锁相环路控制（PLL）电路，在锁定状态下，则存在着固定相位差。

　　虽然锁相环存在着相位差，但它和基准信号之间不存在频差，即输出频率等于输入频率．这也表明，通过锁相环来进行频率控制，可以实现无误差的频率跟踪．其效果远远优于自动频率控制电路。

以上三个部分的简单介绍之我见：

一、鉴相器

功能：将两路输入信号的相位比较后输出

常用的电路：

（1）模拟乘法器，这种鉴相器常常用于鉴相器的两路输入信号均为正弦波的锁相环电路中。

　　（2）异或门，这种鉴相器适合两路输入信号均为方波信号的锁相环电路中，所以异或门鉴相器常常应用于数字电路锁相环路中。

　　（3）边沿触发型数字鉴相器，这种鉴相器也属于数字电路型鉴相器，对输入信号要求不严，可以是方波，也可以是矩形脉冲波，这种电路常用于高频数字锁相环路中。

比较：异或门相位比较器在使用时要求两个作比较的信号必须是占空比为50%的波形，这就给应用带来了一些不便。而边沿触发鉴相器是通过比较两输入信号的上跳边沿（或下跳边沿）来对信号进行鉴相，对输入信号的占空比不作要求。

二、压控振荡器：

振荡频率ω0受控制电压UF（t）控制的振荡器，即是一种电压——频率变换器。

控制端电压应是直流电压和控制电压的叠加，VCO的振荡频率，称为自由振荡频率ωom，或中心频率，在VCO线性控制范围内，其瞬时角频率可表示为：

　　ωo（t）= ωom + K0 UF（t）

　　式中，K0——VCO控制特性曲线的斜率，常称为VCO的控制灵敏度，或称压控灵敏度。

压控振荡器（VCO）是锁相环（PLL）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地变化。它输出的信号根据锁相环的不同要求，可分为正弦波压控振荡器与非正弦波压控振荡器两大类。

　　比较：正弦波压控振荡器一般由LC点式振荡器与变容二极管组成．它的工作原理与计算公式和电容三点式正弦波振荡器完全一样。由于正弦波VCO受到变容二极管结电容变化范围的限制，因此一般振荡频率变化范围都不是太大。非正弦波压控振荡器的种类较多，由于它的频率变化范围大，控制线性好，所以应用比较广泛。这类压控振荡器常见的几种电路有射极定时压控多谐振荡器、积分型施密特压控振荡器、数字门电路压控振荡器。

三、环路滤波器：

　　这里仅讨论无源比例积分滤波器如图5。其传递函数为：