毕业设计---基于MATLAB的DPLL设计与仿真
(完整版)基于MATLAB的系统仿真实验指导书毕业论文
（完整版）基于MATLAB的系统仿真实验指导书毕业论文基于MATLAB的系统仿真实验实验指导书二○ ○ 八年三月说明MATLAB是MATrix LABoratory的缩写，是一种基于矩阵的数学与工程计算系统，可以用作动态系统的建模与仿真。
研究系统的结构和参数的变化对系统性能的影响可利用MATLAB强大的计算和作图功能，因此本实验采用MATLAB仿真研究连续控制系统和离散控制系统的性能分析过程。
通过该实验提高学生对控制系统的分析与设计能力，加深对《自动控制原理》课程内容的理解。
该实验教学大纲中只安排了两个学时，本实验的内容比较多，要求同学们参考有关MATLAB应用的书籍利用课后时间完成。
同时可以将MATLAB用于习题的验证和课程的学习中。
仿真实验一、实验目的在研究系统的结构和参数的变化对系统性能的影响时，采用解析和作图的方法比较麻烦，而且误差也大，用MATLAB仿真实现则简单方便，精度高。
本实验采用MATLAB实现控制系统的数学描述、控制系统的时域分析及根轨迹和频率特性分析。
通过该实验，加深学生对系统阶次，型号，参数与系统性能的关系的理解。
二、实验环境在计算机Windows环境下安装好MATLAB6.3以上版本后，双击MATLAB图标或成“开始”菜单打开MATLAB，即可进入MATLAB集成环境。
三、实验原理三、MATLAB应用实例基于MATLAB连续系统的仿真1．拉氏变换和反变换例求的拉氏变换解键入 syms s t;ft=t^2+2*t+2; st=laplace(ft,t,s)运行结果为 st=2s^3+2s^2+2s例求的拉氏反变换解键入 syms s t;Fs=(s+6)(s^2+4*s+3)(s+2); ft=ilaplace(Fs,s,t)运行结果为 ft=32*exp(-3*t)+52*exp(-t)-4*exp(-2*t)2。
求根运算例求多项式的根，再由根建多项式。
解键入 p=[1 3 0 4]; r=root(p) 运行结果为 r=-3.35530.1777+1.0773i 1.7777-1.0773i键入 p=poly(r)运行结果为 p=1.0000 3.0000 0.0000 40000例实现多项式相乘：，并求时的值。
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文
毕业设计（论文）题目基于MATLAB控制系统仿真应用研究毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：基于MATLAB的控制系统仿真应用研究II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：原始资料：（1）MATLAB语言。
（2）控制系统基本理论。
设计技术要求：（1）采用MATLAB仿真软件建立控制系统的仿真模型，进行计算机模拟，分析整个系统的构建，比较各种控制算法的性能。
（2）利用MATLAB完善的控制系统工具箱和强大的Simulink动态仿真环境，提供用方框图进行建模的图形接口，分别介绍离散和连续系统的MATLAB和Simulink仿真。
III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：第01～03周：查找课题相关资料，完成开题报告，英文资料翻译。
第04～11周：掌握MATLAB语言，熟悉控制系统基本理论。
第12～15周：完成对控制系统基本模块MATLAB仿真。
第16～18周：撰写毕业论文，答辩。
Ⅳ、主要参考资料：[1] 《MATLAB在控制系统中的应用》，张静编著，电子工业出版社。
[2]《MATLAB在控制系统应用与实例》，樊京，刘叔军编著，清华大学出版社。
[3]《智能控制》，刘金琨编著，电子工业出版社。
[4]《MATLAB控制系统仿真与设计》，赵景波编著，机械工业出版社。
[5]The Mathworks,Inc.MATLAB-Mathemmatics(Cer.7).2005.信息工程系电子信息工程专业类 0882052 班学生（签名）：填写日期：年月日指导教师（签名）：助理指导教师(并指出所负责的部分)：信息工程系（室）主任（签名）：学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。
对本文的研究成果作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文目录一、内容概括 (2)1. 研究背景和意义 (3)2. 国内外研究现状 (4)3. 研究目的和内容 (5)二、MATLAB控制系统仿真基础 (7)三、控制系统建模 (8)1. 控制系统模型概述 (10)2. MATLAB建模方法 (11)3. 系统模型的验证与校正 (12)四、控制系统性能分析 (14)1. 稳定性分析 (14)2. 响应性能分析 (16)3. 误差性能分析 (17)五、基于MATLAB控制系统的设计与应用实例分析 (19)1. 控制系统设计要求与方案选择 (20)2. 基于MATLAB的控制系统设计流程 (22)3. 实例一 (23)4. 实例二 (25)六、优化算法在控制系统中的应用及MATLAB实现 (26)1. 优化算法概述及其在控制系统中的应用价值 (28)2. 优化算法介绍及MATLAB实现方法 (29)3. 基于MATLAB的优化算法在控制系统中的实践应用案例及分析对比研究31一、内容概括本论文旨在探讨基于MATLAB控制系统的仿真与应用，通过对控制系统进行深入的理论分析和实际应用研究，提出一种有效的控制系统设计方案，并通过实验验证其正确性和有效性。
本文对控制系统的基本理论进行了详细的阐述，包括控制系统的定义、分类、性能指标以及设计方法。
我们以一个具体的控制系统为例，对其进行分析和设计。
在这个过程中，我们运用MATLAB软件作为主要的仿真工具，对控制系统的稳定性、动态响应、鲁棒性等方面进行了全面的仿真分析。
在完成理论分析和实际设计之后，我们进一步研究了基于MATLAB 的控制系统仿真方法。
通过对仿真模型的建立、仿真参数的选择以及仿真结果的分析，我们提出了一种高效的仿真策略。
我们将所设计的控制系统应用于实际场景中，通过实验数据验证了所提出方案的有效性和可行性。
本论文通过理论与实践相结合的方法，深入探讨了基于MATLAB 控制系统的仿真与应用。
基于matlab的数字锁相环DPLL的仿真
2、DPLL 基本模型和原理 全数字锁相环包括数字鉴相鉴频器（PFD） 、数字滤波器 （LPF） 、数字振荡器（NCO）三部分，如下图所示：
与模拟锁相环电路相比， 全数字锁相环实质上是通过将 前者替换成数字电路而得到的，所做的改变是将其中的鉴相 鉴频器（PFD）和环路低通滤波器（LPF）转换到离散系统。 环路低通滤波器（LPF）可以通过一个希望的传输函数的拉普 拉斯变换的 z 变换而得到。压控振荡器需要转换成数控振荡 器（Numerically Controlled Oscilaator） 。 锁相环闭环系统状态的变化依赖于 PFD 输出的相位误差。 相位误差输出一次， 锁相环状态改变一次； PFD 不输出相位误 差，锁相环里的所有信号均不改变状态。根据上面的分析， 可以将仿真过程分为两个过程：１）计算 PFD 输出的相位误 差；２）根据相位误差，计算锁相环里各个模块的状态。 PFD 电路用于检测参考信号和反馈信号之间的相位误差。 它的状态转换如下图所示：
Tk T0 T0 yk 1 N
式中 T0 / N 为数控振荡器周期相对于中心周期 T0 变化的最
Tk 小单位。 当无控制时，yk 1 ＝0， ＝ T0 ； 有控制时周期以 T0 / N
或其倍数的量相对于 T0 作阶跃式的改变。与 T0 / N 相对应的相 位改变量为：
2 (rad ) N
所以 N 是表示 2 弧度内相位受控变化大小的一个量，也 叫模 2 内状态数。这就是说，数控振荡器输出脉冲的瞬时相 位 0 (k ) ，在 2 弧度内只能以 或其倍数离散地变化。在这时，
T0
/ N ＝ ， 为信号钟的周N
T0 Tc
三、参考代码和仿真结果
通过建立以上所介绍的全数字锁相环的仿真模型，在 matlab 中得到其仿真系统如下图所示：
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 研究内容与目标 (5)1.4 论文结构安排 (6)2. 控制系统基本原理 (7)2.1 控制系统概述 (8)2.2 线性控制理论 (10)2.3 线性离散控制系统 (11)2.4 系统仿真方法 (12)3. MATLAB控制系统仿真模块设计 (13)3.1 MATLAB环境介绍 (15)3.2 控制系统基本模块设计 (17)3.3 控制策略实现 (18)3.4 仿真界面设计 (20)4. 控制系统仿真案例分析 (21)4.1 单输入单输出系统仿真 (22)4.2 多输入多输出系统仿真 (23)4.3 非线性控制系统仿真 (25)4.4 实际工程应用案例 (27)5. 控制系统性能分析与优化 (28)5.1 控制系统性能指标 (30)5.2 系统性能仿真分析 (32)5.3 性能优化方法研究 (33)5.4 优化效果验证 (34)6. 系统实现及验证 (36)6.1 系统设计实现 (37)6.2 仿真实验与结果分析 (39)6.3 系统测试与验证 (41)6.4 误差分析及解决方案 (42)1. 内容概述本文介绍了控制系统建模的基本理论和MATLAB建模方法，通过实例演示了如何利用MATLAB进行系统建模与仿真，包括线性系统、非线性系统以及多变量系统的建模与仿真。
论文详细阐述了基于MATLAB的控制器设计方法，包括PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等，通过实例分析了不同控制器的设计过程与应用效果。
本文对控制系统稳定性分析进行了深入研究，包括奈奎斯特准则、Bode图、Nyquist图等分析方法，并通过MATLAB工具箱实现了稳定性分析的自动化。
论文探讨了MATLAB在实时仿真与测试方面的应用，介绍了Simulink仿真平台，并通过实际案例演示了MATLAB在嵌入式系统仿真、硬件在环仿真等场景中的应用。
基于MATLAB仿真的PID控制器设计毕业设计
基于MATLAB仿真的PID控制器设计摘要本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。
PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。
PID控制器（亦称调节器）及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器 (至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。
在PID控制器的设计中，参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展，对PID 参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。
本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个温控系统的PID控制器，并通过MA TLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。
关键词：PID参数整定；PID控制器；MATLAB仿真；冷却机；Design of PID Controller based on MATLABAbstractThis paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great majority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid controller, it’ll exceed 90% if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid controller design method, design a pid controller of temperature control system and observe the output waveform while input step signal through virtual oscilloscope after system completed.Keywords: PID parameter setting ；PID controller；MATLAB simulation；cooling machine目录摘要 (I)ABSTRACT......................................................................................................................................... I I 第一章绪论. (2)1.1课题来源及PID控制简介 (2)1.1.1 课题的来源和意义 (2)1.1.2 PID控制简介 (2)1.2国内外研究现状及MATLAB简介 (4)第二章控制系统及PID调节 (6)2.1控制系统构成 (6)2.2PID控制 (7)2.2.1 比例、积分、微分 (7)2.2.2 Ｐ、Ｉ、Ｄ控制 (9)第三章系统辨识 (11)3.1系统辨识 (11)3.2系统特性图 (13)3.3系统辨识方法 (13)第四章PID最佳调整法与系统仿真 ................................................. 错误!未定义书签。
PID控制算法的MATLAB仿真研究课程设计报告
电气工程学院课程设计报告课程名称：计算机控制技术设计题目：PID控制算法的MATLAB仿真研究专业班级：学号：姓名：时间： 2015年12月24-—31日——————以下由指导教师填写——————分项成绩：出勤成品答辩及考核总成绩：总分成绩指导教师（签名）：目录一、任务提出 (1)二、具体内容及实现功能 (1)2.1 PID参数整定 (1)2.2动态特性参数法（Ziegler-Nichols整定公式）简介 (1)2.3按照Z-N公式设计PID校正器 (2)2.4模型失配时PID控制器的控制效果仿真 (4)2.4.1被控对象比例系数改变时的控制效果 (5)2.4.2被控对象时间常数改变时的控制效果 (6)2.4.3纯滞后时间改变时的控制效果 (7)2.5 执行机构非线性对PID控制器控制效果的影响 (8)2.6 扰动作用对PID控制器控制效果的影响 (9)2.6.1 反馈回路中的扰动对控制效果的影响 (9)2.6.2 控制器输出位置的扰动信号对控制效果的影响 (10)三、总结 (10)四、参考文献 (12)五、附录 (13)PID控制算法的MATLAB仿真研究一、任务提出采用带纯滞后的一阶惯性环节的系统作为被控对象模型，传递函数为：G(s)=KTs+1e−τs=30630s+1e−60s。
MATLAB仿真框图如图1所示:图1-1 仿真控制系统二、具体内容及实现功能2.1 PID参数整定PID控制器调节参数Kp、Ki、Kd的整定对控制系统能否得到较好的控制效果是至关重要的。
常用的PID参数整定方法有理论整定法（如Z-N法）和实验整定法（如扩充临界比例度法、试凑法等），也可以采用模糊自适应参数整定、遗传算法参数整定等新型的PID参数整定方法。
在本仿真中采用了动态参数整定法（ZN法）进行参数整定。
2.2动态特性参数法（Ziegler-Nichols整定公式）简介对于被控广义对象为带延迟的一阶惯性环节的系统，即传递函数表达式为式（2-1）的系统，其PID控制的参数值可以用一组经验公式来计算。
(完整版)PID控制系统的设计及仿真40MATLAB41毕业设计
毕业论文题目：PID控制系统的设计及仿真（MATLAB）目录摘要 (1)Abstract (1)第一章绪论 (1)1.1 课题意义及来源 (1)1.2 温度控制系统的研究现状 (2)1.2.1工业温度控制发展简介 (2)1.2.2温度微机控制系统控制方案 (3)1.3 MATLAB简介 (5)第二章被控对象及控制策略 (6)2.1被控对象 (6)2.2 控制策略 (7)2.2.1比例、积分、微分 (8)2.2.2 P、I、D控制 (10)第三章PID最佳调整法与系统仿真 (11)3.1 PID参数整定法概述 (11)3.1.1 PID参数整定方法 (11)3.1.2 PID调整方式 (12)3.2针对无转移函数的PID调整法 (12)3.2.1Relay feedback调整法 (13)3.2.2Relay feedback 在计算机做仿真 (13)3.2.3在线调整法 (15)3.2.4在线调整法在计算机做仿真 (16)3.3 针对有转移函数的PID调整方法 (18)3.3.1系统辨识法 (18)3.3.2波德图法及根轨迹法 (20)3.4 仿真结果及分析 (20)总结 (24)参考文献 (25)致谢 (25)河西学院本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行设计工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：二〇年月日河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告论文题目PID温控系统的设计及仿真(MATLAB)学生所属学院物理与机电工程学院专业电气工程及其自动化年级08级指导教师所在单位河西学院职称助教（研究生）开题日期2011.12.201．本选题的理论、实际意义此次所选的课题为基于MATLAB的PID控制器设计。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要现代通信系统中，同步问题是决定系统性能和应用的根本问题。
锁相环路作为同步技术的核心部件,已在模拟和数字通信及无线电电子学等各个领域中得到了极为广泛的应用，特别是在数字通信的调制解调和位同步中常常要用到各种各样的锁相环。
本文分析了全数字锁相环(NR—DPLL) 基本组成和工作原理，利用MATLAB对锁相环的进行设计，了解其各个部分功能具体结构，利用MATLAB工具箱对锁相环的进行仿真，改变锁相环参数最后进行了参数分析。
同时重点针对DDS做详细了解，对其做出仿真并进行分析关键词：奈奎斯特型全数字锁相环；模块设计；仿真；参数分析AbstractModern communication systems, the synchronization problem is to determine system performance and application of the fundamental problems. PLL synchronization technology as the core components in analog and digital communication and radio electronics and other fields has been very widely used, especially in the digital communications modem and bit synchronization often use a variety of all kinds of PLL.This paper analyzes the all-digital phase-locked loop (NR-DPLL) basic composition and working principle of the PLL using MATLAB to design, understand the function of each part of the specific structure of the PLL using MATLAB simulation toolbox change the PLL parameters Finally, a parametric analysis. At the same time focusing on a detailed understanding of DDS, making simulation and analysis of itsKeywords: Nyquist-type all-digital phase locked loop, module design, Simulation, Parameter目录摘要 (I)Abstract....................................................... I I 目录......................................................... I II 第一章绪论.. (4)1.1 选题的背景与意义 (4)1.2 数字锁相环的分类 (4)1.3 论文的主要研究工作 (1)第二章锁相环基本原理 (2)2.1 鉴相器(PD) (3)2.2 环路滤波器(LPF) (4)2.3 压控振荡器(VCO) (4)第三章数字锁相环的经典结构设计 (5)3.1 奈奎斯特采样鉴相器 (5)3.2 数字环路滤波器 (6)3.3 数字控制振荡器（NCO） (6)3.4 NR-DPLL的动态方程与相位模型 (11)3.5 NR-DPLL的性能分析 (12)第四章奈奎斯特数字锁相环（NR-DPLL)的仿真 (14)4.1 仿真原理与过程 (14)4.2 仿真结论 (21)第五章论文以后的研究工作 (22)5.1 异或鉴相器 (22)5.2 一阶环路滤波器 (23)5.3 压控振荡器 (23)第六章结束语 (24)参考文献 (25)谢辞 (26)附录一 MATLAB简介 (27)附录二 H()的幅频响应 (28)附录三误差电压和控制电压 (29)第一章绪论1.1 选题的背景与意义锁相环路已在模拟和数字通信及无线电子电子学的各个领域中得到了几位广泛的应用。
随着大规模，超高速数字4集成电路的发展以及计算机的普遍应用，在传统的模拟锁相环路（APLL）应用领域中，一大部分已被数字锁相环路（DPLL）所取代。
全数字锁相环ADPLL(All Digital Phase-Locked Loop)，顾名思义，其环路中的所有部件都是用数字电路来实现的，到20世纪70年代开始出现的数字锁相环，在现代科技的很多领域都有锁相环的应用。
数字锁相技术在数字通信的调制解调、位同步、频率合成中常常要用到各种各样的锁相环，本文主要讨论的奈奎斯特全数字锁相环模块设计与仿真，对于加深对数字锁相环的理解，以及对其他种类数字锁相环的理解应用都有知道很好的指导作用。
1.2 数字锁相环的分类所谓全数字锁相环，就是全数字化的锁相环路，即各个环路各个部件全部数字化，采用数字鉴相器，数字环路滤波器，数字压控振荡器构成的锁相环路。
按照数字鉴相器的的形式把数字锁相环分成四类，分别是：一．过零型数字锁相环路这种数字锁相环路采用过零采样数字鉴相器，即本地估算信号在输入信号的过零点上采样进行A/D变换，得到数字相位误差信号输出二．触发器型数字锁相环路这类全数字锁相环路使用的数字鉴相器是触发器型数字鉴相器。
其特点是利用输入信号和本地估算信号的正向或者负向过零点对触发器进行触发，在触发器的置0或者置1的时间间隔内得到相位误差信号。
置0或置1的时间间隔宽度就表征了输入信号和本地估算信号的指尖的相位误差大小。
三．导前-滞后型数字锁相环路这种数字锁相环路采用的鉴相器是导前-滞后型数字鉴相器，导前-滞后型数字鉴相器在每一个周期内得到输入信号的相位比本地估算信号相位超前或滞后的信息，因此，这种鉴相器的相位误差输出只有道歉和滞后两种状态。
四．奈奎斯特速率采样型数字锁相环路在这种数字锁相环路中，对输入信号的采样按奈奎斯特速率进行。
对于输入信号进行A/D变换的采样速率必须按奈奎斯特速率进行，以使输入信号能够按奈奎斯特取样定理再现。
A/D变换后的输入信号与本地估算信号进行数字相乘，得到需要的相位误差信号，以完成鉴相功能。
只有这一类为均匀采样DPLL，前三中均不是。
1.3 论文的主要研究工作（1）本次研究主要是奈奎斯特数字锁相环，前面讨论的三种数字鉴相器，即过零型数字锁相环路、触发器型数字锁相环路、导前-滞后型数字锁相环路，它们都是以本地估算信号为基准相位对输入信号进行比较，得到相位误差信息。
这种采样方式通常称为非均匀采样。
而奈奎斯特速率采样数字鉴相器的采样方式不同，它是以某一固定的频率基准作为输入信号的采样脉冲。
这时，采样频率必须足够高，以使采样后的采样后的输入信号能够依据奈奎斯特采样定理再现输入信号。
（2）阐述奈奎斯特数字锁相环的典型结构与相位模型，并分析一阶和二阶的跟踪性能。
（3）对DDS利用Simulink进行仿真，并对其性能进行分析第二章锁相环基本原理先了解锁相环的基本概念，所谓锁相，就是相位同步的自动控制。
完成两个信号间相位同步的自动控制系统的环路叫做锁相环，也称PLL(Phase Locked Loop)。
最典型的锁相环由鉴相器(Phase Detector)、环路滤波器(Loop Filter)、压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator)三部分组成，如图所示：图2.1 锁相环典型结构当压控振荡器的频率由于某种原因而发生变化时，必然引起相位的变化，该相位变化在鉴相器中与参考晶体的稳定相位(对应于频率)相比较，使鉴相器输出一个与相位误差信号成比例的误差电压(t)，经过低通滤波器，取出其中缓慢变动数值，将压控振荡器的输出频率拉回到稳定的值上来，从而实现了相位负反馈控制。
当与相等时，两矢量以相同的角速度旋转，相对位置固定，即夹角维持不变，通常数值又较小，这就是环路的锁定状态。
从输入信号加到锁相环路的输入端开始，一直到环路达到锁定的全过程，称为捕获过程。
设系统最初进入同步状态的时间为，那么从的起始状态到达进入同步状态的全部过程就称为锁相环路的捕获过程。
捕获过程所需的时间。
称为捕获时间。
显然，捕获时间几的大小不但与环路的参数有关，而且与起始状态有关。
对一定的环路来说，是否能通过捕获进入同步取决于起始频差。
若超过某一范围，环路就不能捕获了。
这个范围的大小是锁相环路的一个重要性能指标，称为环路的捕获带。
捕获状态终了，环路的状态稳定在这就是同步状态的定义。
只要在整个变化过程中一直满足以上两式，那么仍称环路处于同步状态。
由上可知，在输入固定频率信号的条件之下，环路进入同步状态后，输出信号与输入信号之间频差等于零，相差等于常数，即,这种状态就称为锁定状态。
实际应用中有各种形式的环路，但它们都是由图1这个基本环路演变而来的。
下面逐个介绍基本部件在环路中的作用。
2.1 鉴相器(PD)鉴相器是一个相位比较装置，用来检测输入信号相位与反馈信号相位之间的相位差。
输出的误差信号是相差的函数，即鉴相特性可以是多种多样的，有正弦形特性、三角形特性、锯齿形特性等等。
常用的正弦鉴相器可用模拟相乘器与低通滤波器的串接作为模型。
如图2.2所示。
图2.2 正弦鉴相器模型设乘法器的相乘系数为Km，单位为，则==在经过低通滤波器(LPF)虑除2。
成分后，得到误差电压令为鉴相器输出的最大电压。
则正弦鉴相器特性为上述鉴相器的功能可分解为两个作用，首先是相位相减，即取得两个输入信号之间的相位差;其次是将相位差转换为误差电压输出，所以它是相位转换为电压的装置。
随着半导体技术的不断发展，近十年出现的数字锁相环(DPLL)的鉴频鉴相器核心是由鉴相器和电荷泵(CP)构成的。
这种结构有利于实现数字统一控改善锁相环的捕捉带。
2.2 环路滤波器(LPF)环路滤波器是线性电路，由线性元件电阻、电容或运算放大器组成。
它的输入是鉴相器的输出电压(t)，具有低通特性，它可以起到低通滤波器的作用，虑除误差电压(t)的高频分量，取出平均电压(t)去控制压控振荡器。
它可以改善控制电压的频谱纯度，提高系统稳定度，更重要的是它对环路参数的调整起到了决定性的作用，直接影响到输出信号的稳定、频谱纯度、锁定时间等。
表示环路滤波的输出输入电压关系的是滤波器的传递函数Z(S),表示为(s)=Z(s)×(s)式中s是复频率。
当将s=代入上式时，就得到了滤波器的频率响应特性。