鎖相環(huán)大綱

1、18南京理工大學(xué)編（高綱號(hào)0552）Ⅰ、課程性質(zhì)與設(shè)置目的要求“鎖相與頻率合成技術(shù)”課程是江蘇省高等教育自學(xué)考試電子信息工程專(zhuān)業(yè)的必修課，主要內(nèi)容為鎖相技術(shù)的基本原理、電路與應(yīng)用。鎖相與頻率合成技術(shù)是實(shí)現(xiàn)相位自動(dòng)控制的一門(mén)科學(xué)，是專(zhuān)門(mén)研究系統(tǒng)相位關(guān)系的技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)各種設(shè)備的控制精度要求越來(lái)越高，在無(wú)線電技術(shù)中自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入了第三代。第一代是自動(dòng)增益控制（AGCAGC）；第二代是自動(dòng)頻率控制（AFCAFC）

2、；第三代是自動(dòng)相位控制（APCAPC）。而鎖相技術(shù)就是第三代的控制技術(shù)。鎖相技術(shù)的核心是鎖相環(huán)路，所謂的鎖相環(huán)路是一個(gè)實(shí)現(xiàn)相位自動(dòng)鎖定的控制系統(tǒng)。鎖相環(huán)路具有兩個(gè)突出的特性鎖相環(huán)路具有兩個(gè)突出的特性：第一是窄帶濾波特性窄帶濾波特性；第二是寬帶寬帶跟蹤特性跟蹤特性。這兩個(gè)特性使得鎖相技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是隨著集成電路技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及通訊和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，極大地推動(dòng)了鎖相技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。目前，鎖相技術(shù)已經(jīng)形成一門(mén)比

3、較系統(tǒng)的理論科學(xué)，鎖相技術(shù)的應(yīng)用主要包含以下幾個(gè)方面：應(yīng)用主要包含以下幾個(gè)方面：跟蹤濾波、頻率合成與頻率變換、模擬和數(shù)字信號(hào)的相干解調(diào)、數(shù)字通訊、調(diào)制與解調(diào)、檢波、穩(wěn)頻和位頻等。設(shè)置本課程的目的和要求：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使自學(xué)應(yīng)考者掌握鎖相技術(shù)的原理和鎖相環(huán)路的性能，熟悉鎖相環(huán)路的分析方法，了解鎖相技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。鎖相技術(shù)是理論性與工程性都很強(qiáng)的一門(mén)課程，學(xué)生應(yīng)具備必要的數(shù)學(xué)、電子線路、數(shù)字電路、信號(hào)與系統(tǒng)等課程的知識(shí)，在掌

4、握環(huán)路原理和性能的基礎(chǔ)上領(lǐng)會(huì)應(yīng)用，在學(xué)習(xí)應(yīng)用中進(jìn)一步深化和理解環(huán)路的原理和性能，理論聯(lián)系實(shí)際，為在今后的工程實(shí)踐中靈活應(yīng)用鎖相環(huán)路打下基礎(chǔ)。Ⅱ、考試目標(biāo)（考核知識(shí)點(diǎn)、考核要點(diǎn)）第一章鎖相環(huán)路的基本工作原理一、考核知識(shí)點(diǎn)（一）鎖相環(huán)路的基本工作原理；（二）鎖相環(huán)路的相位數(shù)字模型及其微分方程；（三）鎖相環(huán)路的基本性能。二、考核要求（一）鎖定與跟蹤的概念1、識(shí)記：（1）相位的概念；（2）鎖相環(huán)路的定義；（3）環(huán)路的捕獲帶（4）環(huán)路的同步帶。2

5、、領(lǐng)會(huì)：（1）鎖相環(huán)路是一個(gè)相位跟蹤系統(tǒng)，它建立了輸出信號(hào)瞬時(shí)相位與輸入信號(hào)瞬時(shí)相位的控制關(guān)系（2）幾個(gè)重要參數(shù)：載波相位、瞬時(shí)相位、自由振蕩角頻率、瞬時(shí)相差、移穩(wěn)態(tài)相差；（3）環(huán)路的兩種基本工作狀態(tài)：捕獲過(guò)程、鎖定狀態(tài)。3、應(yīng)用：（1）環(huán)路是處于鎖定狀態(tài)的判定依據(jù)；（2）一階環(huán)穩(wěn)態(tài)相差的計(jì)算。38積分濾波器的二階環(huán)路對(duì)三種暫態(tài)信號(hào)輸入的響應(yīng)；（3）采用理想積分濾波器的二階環(huán)路對(duì)三種暫態(tài)信號(hào)輸入的響應(yīng)。3、應(yīng)用：（1）環(huán)路暫態(tài)相差與穩(wěn)態(tài)

6、相差的計(jì)算。（四）環(huán)路對(duì)輸入正弦相位信號(hào)的響應(yīng)1、識(shí)記：（1）環(huán)路頻率響應(yīng)的概念；（2）環(huán)路輸入相位的調(diào)制頻率Ω；（3）調(diào)制跟蹤環(huán)；（4）載波跟蹤的概念。2、領(lǐng)會(huì)：（1）常用二階環(huán)的閉環(huán)頻率響應(yīng)；（2）常用二階環(huán)的誤差頻率響應(yīng)；（3）二階環(huán)路頻率特性的特點(diǎn)：無(wú)論采用何種濾波器的二階環(huán)路，其閉環(huán)頻率響應(yīng)具有低通的性質(zhì)、共誤差頻率響應(yīng)具有高通的性質(zhì)。3、應(yīng)用：（1）調(diào)制跟蹤環(huán)的特點(diǎn)和應(yīng)用；（2）載波跟蹤環(huán)的特點(diǎn)與應(yīng)用。（五）環(huán)路穩(wěn)定性1、識(shí)

7、記：（1）環(huán)路穩(wěn)定性及判別方法；（2）穩(wěn)定余量；（3）相位余量；（4）增益余量。2、領(lǐng)會(huì)：（1）伯德準(zhǔn)則；（2）采用伯德準(zhǔn)則或穩(wěn)定余量判斷環(huán)路的穩(wěn)定性。（六）非線性跟蹤1、識(shí)記：（1）最大同步掃描速率的概念；（2）最大頻率階躍量的概念。2、領(lǐng)會(huì)：（1）非線性跟蹤的穩(wěn)態(tài)相差。第三章環(huán)路噪聲性能一、考核知識(shí)點(diǎn)（一）環(huán)路存在噪聲時(shí)的相位數(shù)學(xué)模型（僅含輸入噪聲及僅含VCO噪聲兩種情況）；（二）環(huán)路噪聲帶寬BL及含義；（三）跳周、平均跳周時(shí)間、跳

8、周概率。二、考核要求（一）環(huán)路噪聲相位模型1、識(shí)記：（1）噪聲與干擾的來(lái)源；（2）分析有噪聲環(huán)路的方法。2、領(lǐng)會(huì)：（1）環(huán)路存在噪聲時(shí)的相位數(shù)學(xué)模型（僅含輸入噪聲及僅含VCO噪聲兩種情況）。（二）環(huán)路對(duì)輸入白高斯噪聲的線性過(guò)濾特性1、識(shí)記：（1）環(huán)路的噪聲帶寬BL；（2）環(huán)路的信噪比。2、領(lǐng)會(huì)：（1）僅含輸入噪聲的相位數(shù)學(xué)模型；（2）環(huán)路輸出噪聲相位方差；（3）環(huán)路的噪聲帶寬BL的含義；（4）環(huán)路對(duì)輸入噪聲的過(guò)濾特性。3、應(yīng)用：（1）環(huán)