锁相技术译文翻译

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锁相技术知识点总结

锁相技术知识点总结

锁相技术知识点总结一、锁相放大器的原理锁相放大器是锁相技术的核心设备,其原理是利用相位敏感检测器(PSD)和低通滤波器实现对输入信号的相位测量和提取。

相位敏感检测器是将输入信号和参考信号相乘,然后通过低通滤波器滤除高频信号,得到一个与输入信号相位有关的直流信号。

通过对这个直流信号进行放大和数字化处理,就可以得到输入信号的相位信息。

锁相放大器的原理可以简单地用一个比喻来理解,就是通过将输入信号和参考信号进行“比对”,得到两者之间的相位差,然后通过放大和数字化处理来得到相位信息。

二、锁相放大器的工作原理锁相放大器的工作原理可以分为两个步骤:信号相位的检测和信号的放大和数字化处理。

在信号相位的检测步骤中,输入信号和参考信号经过相位敏感检测器进行相乘,并通过低通滤波器滤除高频信号,得到一个与输入信号相位有关的直流信号。

在信号的放大和数字化处理步骤中,直流信号经过放大器进行放大,然后经过模数转换器进行数字化处理,得到输入信号的相位信息。

整个过程中,锁相放大器可以通过调节参考信号的相位、频率和幅度来对输入信号进行精确的测量和控制。

三、锁相放大器的应用锁相放大器广泛应用于科学研究、通信、医学、生物化学、工业控制等领域。

在科学研究领域,锁相放大器常用于对微弱信号的测量和分析;在通信领域,锁相放大器常用于对调制信号的检测和解调;在医学领域,锁相放大器常用于生物信号的测量和分析;在生物化学领域,锁相放大器常用于对生物信号的检测和分析;在工业控制领域,锁相放大器常用于对工艺参数的测量和控制。

锁相放大器通过提高信噪比和测量精度,可以满足不同领域对信号测量和控制的需求。

四、锁相放大器的发展趋势随着科学技术的发展,锁相放大器的性能不断提高,应用领域不断拓展。

锁相放大器的发展趋势主要包括以下几个方面:一是性能的提高,包括测量精度的提高、频率范围的扩大、动态范围的增加等;二是功能的增强,包括新的信号处理算法、新的控制方式、新的接口标准等;三是应用领域的拓展,包括科学研究、通信、医学、生物化学、工业控制等领域的应用;四是结构的优化,包括体积的缩小、功耗的降低、成本的降低等。

锁相技术及频率合成

锁相技术及频率合成

技术优势与挑战
技术优势
PLL和FS的结合可以实现快速频率切 换、低相位噪声、高分辨率等优点。
技术挑战
需要解决PLL和FS之间的相位噪声传 递和杂散抑制等问题,以确保输出信 号的质量。
实际应用案例
通信系统中的频率合成
用于产生稳定的本振信号,确保接收和发射信号的稳定性和准确 性。
雷达系统中的频率合成
锁相技术原理
锁相技术的基本原理是利用负反馈控制,将外部输入信号与 内部振荡信号进行相位比较,并根据比较结果调整内部振荡 器的参数,使两者的相位保持一致。
当外部输入信号的频率与内部振荡信号的频率相差较小时, 锁相环能够自动跟踪输入信号的频率,并保持两者之间的相 位差恒定。
锁相技术的应用
锁相技术在通信、雷达、导航 、测量等领域得到广泛应用。
智能化
利用人工智能和机器学习技术,实 现锁相技术及频率合成的智能化控 制,提高系统的自适应性。
研究热点与前沿
宽频带、高精度频率合成
01
研究宽频带、高精度频率合成技术,以满足通信、雷达、电子
对抗等领域的需求。
快速频率跳变
02
研究快速频率跳变技术,实现快速切换和灵活的通信方式,提
高通信系统的抗干扰能力和保密性。
电子对抗
在电子对抗领域,锁相技术和频率合成技术用于生成干扰信号和探测信
号,对于提高电子设备的抗干扰能力和探测能力具有重要作用。
02
锁相技术概述
锁相技术定义
Байду номын сангаас
01
锁相技术是一种通过相位比较和 调整实现信号频率跟踪和锁定相 位的电子技术。
02
它利用外部输入信号与内部振荡 信号的相位比较,自动调整内部 振荡器的参数,使两者的相位保 持一致。

锁相技术课件

锁相技术课件

一、概述
§6.3 频率合成
1. 概念
频率合成器是将一个高精确度和高稳定度的标准
参考频率,经过混频、倍频与分频等对它进行加、
减、乘、除的四则运算,最终产生大量的具有同样
精确度和稳定度的频率源。
2. 应用 频率合成器在雷达、通信、遥控遥测、电视广
播和电子测量仪器等方面得到了广泛的应用。
《锁相技术》
第6章 锁相环路的应用
于He (s)具有高通特性,只要在He (s) 的通带之内,
输出信号频偏正比于调制信号的幅度。----调频波
调相波:
2
(s)
He (s)
Ko s
sU F
(s)
对调制信号先 微分再调频
2 (s) He (s)KoUF (s)
输出信号相位正比于调制信号的幅度。----调相波
《锁相技术》
第6章 锁相环路的应用
音频信号调频,则输入瞬时频率为:
载频
i (t) c sin t
Δω为峰 值频偏
当 0 时,i c ,所以 实际是叠加到c 上的。
做出 H ( ji ) i 的关系图,就是环路对输入信号 瞬时频率i 的振幅频率响应:
《锁相技术》
第6章 锁相环路的应用
-3dB点
2c
① 具有带通滤波特性。带宽为 2c 。 ② 由于锁相环的跟踪性能,其中心频率可以跟踪输
fd
fo N V
fo N Vfr
①增加前置分频器,解决了输出频率高于程序分频
器的工作频率的问题,提高了输出频率范围。
《锁相技术》
第6章 锁相环路的应用
②输出频率增量为Vfr ,频率分辨率降低了。
③如果保持原有的频率分辨率 fr ,需要使参考频率

锁相技术学习心得体会doc

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锁相技术学习心得体会篇一:锁相技术锁相技术论文题目:专业班级:学生姓名:学号:任课老师:陈燕锁相技术的核心 XX级通信工程1班 XX 年 6 月13日摘要本文介绍了锁相技术的核心锁相环路:一个实现相位自动锁定的控制系统。

锁相环路有两个突出的特性:1是窄带滤波特性;2是宽带跟踪特性。

这两个特性使得锁相技术在电子技术领域得到了广泛的应用,特别是随着集成电路技术、数字技术以及通讯和计算机技术的发展,极大地推动了锁相技术的发展和应用。

现在锁相技术已经形成一门比较系统的理论科学,锁相技术的应用主要包含以下几个方面:跟踪滤波、频率合成与频率变换、模拟和数字信号的相干解调、数字通讯、调制与解调、检波、稳频和位频等。

下面来主要介绍一下锁相技术的核心,掌握核心就能运用得当。

关键字:核心,锁相环路,运用锁相环路的工作原理:锁相环路是一种反馈电路,锁相环的英文全称是Phase-Locked Loop,简称PLL。

其作用是使得电路上的时钟和某一外部时钟的相位同步。

因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪,所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。

锁相环在工作的过程中,当输出信号的频率与输入信号的频率相等时,输出电压与输入电压保持固定的相位差值,即输出电压与输入电压的相位被锁住,这就是锁相环名称的由来。

在数据采集系统中,锁相环是一种非常有用的同步技术,因为通过锁相环,可以使得不同的数据采集板卡共享同一个采样时钟。

因此,所有板卡上各自的本地 80MHz和20MHz 时基的相位都是同步的,从而采样时钟也是同步的。

因为每块板卡的采样时钟都是同步的,所以都能严格地在同一时刻进行数据采集。

锁相环路是一个相位反馈自动控制系统。

它由以下三个基本部件组成:鉴相器(PD)、环路滤波器(LPF)和压控振荡器(VCO)。

锁相环的工作原理:1. 压控振荡器的输出经过采集并分频;2. 和基准信号同时输入鉴相器;3. 鉴相器通过比较上述两个信号的频率差,然后输出一个直流脉冲电压;4. 控制VCO,使它的频率改变;5. 这样经过一个很短的时间,VCO 的输出就会稳定于某一期望值。

锁相技术——张厥盛 第三章

锁相技术——张厥盛  第三章

20)式可得
n BL (1 4 2 ) 8
(3-25)
《锁相技术》
第 3章 环路噪声性能
图3-5 采用简单RC积分滤波器二阶
《锁相技术》
第 3章 环路噪声性能
图3-6 理想二阶环的BL/ωn~ζ关系曲线
《锁相技术》
第 3章 环路噪声性能 4.采用无源比例积分滤波器的二阶环采用与有源比 例积分滤波器的二阶环相同的方法,可得
(3-3)
(3-4)
e ( t ) 1 ( t ) 2 ( t )
Ud Ud N (t ) [ne (t ) cos 2 (t ) ne (t ) sin 2 ( t )] n ( t ) (3-5) Ui Ui 1 U d K mU iU o 2
《锁相技术》
s
《锁相技术》
2 ( s)
第 3章 环路噪声性能
图3-3 有输入噪声时环路线性化噪声相位模型 《锁相技术》
(a)等效为N(s); (b)等效为θni(s)
第 3章 环路噪声性能
因此得
N ( s ) F ( s ) Ko KF ( s ) N ( s) N ( s) s 2 ( s) H ( s) KF ( s ) s KF ( s ) K d Kd 1 s 2 s ) H ( s ) ni ( s )
相位模型如图3-10所示。
Ko F ( p ) 2 (2) [U d sin e (t ) N (t )] p d e d1 Ko F ( p )[U d sin e (t ) N (t )] dt dt
(3-6)
(3-7)
《锁相技术》
第 3章 环路噪声性能

锁相技术译文翻译

锁相技术译文翻译

锁相技术译文翻译英文原文:An On-Chip All-Digital Measurement Circuit to Characterize Phase-Locked Loop Response in 45-nm SOI译文:45纳米SOI全数字片上测量电路表征锁相环响应特性年级专业:姓名:学号:2013 年 6 月 2 日英文中文An On-Chip All-Digital Measurement Circuit to Characterize Phase-Locked Loop Response in 45-nm SOIAbstract—An all-digital measurement Circuit , built in 45-nm SOI-CMOS enabl es on-chip characterization of phase-loc ked loop (PLL) response to a self-induce d phase step.This technique allows estimationof PLL closed-loop bandwidth and jitterpeaking. The circuit canbe used to plot step-response vs.time, measure static phase error,and observe phase-lock status. INTRODUCTIONMany applications such as PCI Express ? require a PLL to produce alow-jitter cl ock at a given frequency while meeting stringent bandwidth and jitter peaking r 45纳米SOI全数字片上测量电路表征锁相环响应特性摘要---建立在45纳米的SOI-CMOS上一个全数字测量电路,它能够表征PLL对自诱导相步进的响应这项技术允许对PLL闭环带宽和抖动峰值的估计。

锁相技术课后答案

锁相技术课后答案

一、简答1、什么是时钟频率稳定度?分别说说RC振荡器、osc(这个中文怎么说来着,突然失忆~)、恒温osc、铷钟铯钟的频率稳定度各是多少?2、锁相环由哪几部分组成,分别简单说明并画出锁相环框图。

二、PFD鉴相器工作原理及实现方法。

(电路图我就不画了)三、1、锁相环锁定状态的数学模型是什么?在此状态下的相位传输函数和误差传输函数分别是什么?2、同步范围、拉出范围、捕捉范围、锁定范围具体含义是什么?并说明它们之间的相互关系。

四、(晕~实在想不起来了。

等想起来了再说)五、设计f=(N1V+N2)f1的分频器。

说明工作原理及其实现方法。

六、设计f=6.5f1(f1是参考频率,下标其实是ref)。

说明工作原理。

七、说明希尔伯特变换鉴相器的工作原理及其实现方法。

八、综合题用下面给出的器件,选择合适的器件,设计一个锁相环,要求频率可调。

绘出波形图,说明工作原理。

给出频率分辨率的值。

鉴相器:JK鉴相器、PFD鉴相器环路滤波器:无源超前滞后滤波器、有源超前滞后滤波器压控振荡器VCO分频器:自选。

一、选择题1、对锁相环路起作用的是:()①输入瞬时相位;②输入信号频率;③输入信号幅度2、不论采用何种滤波器的二阶环路其闭环频率响应具有:()①高通特性;②低通特性;③带通特性二、判断题(正确的打+,不正确的打-)1、锁相环路是实现信号相位自动控制的系统。

()2、全数字锁相环一般由数字鉴相器、RC积分滤波器、数字压控振荡器构成。

()三、填充题1、锁相环路的频率响应含义为:________________.2、辅助捕获的方法有:________、________、________、________等。

3、采用单环锁相频率合成器,其输入其准频率fi=100kHz,程序分频器分频比为1234,则环路锁定时输出信号频率为________________.四、简答题1、试述T4044数字鉴频鉴相器的鉴相工作原理。

2、相对于输入信号而言,锁相环路为何等效为一个带通滤波器?它于一般的带通滤波器有何不同?五、综合题1、已知一阶环的Ud=2V,Ko=15kHz/v,ωo/2π=2MHz.问当输入频率分别为1.98MHz 和2.04MHz的载波信号时,环路能否锁定?稳定相差多大?2、采用有源比例积分滤波器的窄带载波跟踪环路,其环路噪声带宽BL=18Hz,τ1=2630s,τ2=0.0834s,试确定:(1)环路阻尼系数ζ与环路自然角频率ωn;(2)环路增益K;(3)如选择电容C=0.33μF,确定R1,R2.。

锁相环英文文献翻译

锁相环英文文献翻译

锁相技术译文翻译英文原名:High Speed Digital Hybrid PLL Frequency Synthesizer译文:高速数字混合锁相环频率合成器年纪专业:08级通信工程班姓名:学号:2011年 5月2日To get the high-speed, it is necessary to prepare the precise synchronization of the complicated design.In 2001, H. G. Ryu proposed a simplified structure of the DDFS (direct digital frequency synthesizer)-driven PLL for the high switching speed [2].However, there is a problem that the speed of the whole system is limited by PLL.Y. Fouzar proposed a PLL frequency synthesizer of dual loop configuration using frequency-to-voltage converter (FVC) [3].It has a fast switching speed by the PD (phase detector), FVC using output signal of VCO and the proposed coarse tuning controller.However, H/W complexity is increased for the high switching speed.Also, it shows the fast switching characteristic only when the FVC works well.Another method is pre-tuning one which is called DH-PLL in this study [4].It has very high speed switching property, but H/W complexity and power consumption are increased due to digital look-up table (DLT) which is usually implemented by the ROM including the transfer characteristic ofVCO(voltage controlled oscillator).For this reason, this paper proposes a timing synchronization circuit for the rapid frequency synthesis and a very simple DLT replacement digital logic block instead of the complex ROM type DLT for high speed switching and low power consumption. Also, the requisite condition is solved in the proposed method. The fast switching operation at every the frequency synthesis process is verified by the computer circuit simulation.II.DH-PLL synthesizerAs shown in Fig.1, the open-loop synthesizer is a direct frequency synthesis type that VCO 要得到高运行速度,事先做好复杂设计的精确同步是必要的。

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锁相技术译文翻译英文原名:An On-Chip All-Digital Measurement Circuit to Characterize Phase-Locked Loop Response in 45-nm SOI译文:45纳米SOI全数字片上测量电路表征锁相环响应特性English中文 An On-Chip All-Digital Measurement Circuit to Characterize Phase-Locked Loop Response in 45-nm SOI Dennis Fischette, Richard DeSantis, and John Haeseon LeeAdvanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale, CA 94085-3905 USAAbstract —An all-digital measurement circuit, built in 45-nm SOI-CMOS enables on-chip characterization of phase-locked loop (PLL) response to a self-induced phase step. This technique allows estimation of PLL closed-loop bandwidth and jitter peaking. The circuit can be used to plot step-response vs. time, measure static phase error, and observe phase-lock status.INTRODUCTIONMany applications such as PCI Express ™require a PLL to produce a low-jitter clockat a given frequency while meeting stringentbandwidth and jitter peaking requirements.Process, voltage, and temperature (PVT) variations as well as random device mismatchmake it difficult to guarantee a narrow rangefor PLL response. For example, loopparameters such as VCO gain could vary by more than 2X over PVT corners. In Fig. 1, we see the closed-loop jitter transfer functions of two PLLs with identical reference clock and output frequencies. One PLL exhibits large peaking and low bandwidth while the other shows little peaking but high bandwidth. Although differences in this example are more extreme than usual, similar but smaller differences often result from PVT variations.45纳米SOI 全数字片上测量电路表征锁相环响应特性作者信息摘要——全数字化测量电路,45纳米SOI-CMOS 工艺使其能够片上表征锁相环(PLL )对自诱导相步进的响应。

这种技术允许估计PLL 闭环带宽和抖动峰值。

该电路可用于绘制阶跃响应随时间变化的曲线,测量静态相位误差,并观察相位锁定状态。

导言 许多应用像PCI Express™需要一个PLL 产生一个低抖动额定频率时钟的同时满足精确带宽和抖动峰值的要求。

工艺,电压和温度(PVT )的变化与器件选用随机性一样会造成失配,使其难以确保PLL 的窄带响应。

例如,环路参数如VCO 增益变化可能超过PVT 角2倍上以。

图1中,我们看到两个具有相同参考时钟和输出频率PLL 的闭环抖动传递函数。

一个PLL 展现出大峰值和窄带宽,而另一个则是小峰值宽带宽。

虽然这个例子中显示的差异比通常所见要极端,这种相似而差异的特性往往会因PVT 变化而变小。

PLL response is often measured on a test bench using signal generators, oscilloscopes, and/or spectrum analyzers. For example, the transfer functions in Fig. 1 were automatically generated by modulating the 100-MHz reference clock with various frequencies while observing the amplitudes of the resulting output spurs. Such methods, which may require many seconds to complete, motivate the need for faster, less expensive, and preferably on-chip techniques to characterize PLL response [1]-[3]. Fig. 2 shows the PLL output phase transient response to an induced phase step. Similar to other second-order feedback systems, the PLL tends to overcorrect (or overshoot) as it works to eliminate the induced phase error. If the PLL is underdamped, as in this example, the PLL may ring several times before settling to its final lock state. A key metric in the PLL step-response is crossover, defined here as the elapsed time from input step to onset of phase overshoot. Another key metric is MaxOvershoot. It measures the maximum overcorrection in the step response.PLL 响应往往是通过一个使用信号发生器、示波器、和/或频谱分析仪组成的试验台来测试的。

例如,图1中,传递函数是通过调制100MHz 能产生各种频率的参考时钟,同时观察输出马刺产生的幅值自动生成的。

这样的方法,可能需要若干秒才能完成,使得对更快、更便宜方法需求更为迫切,而最好的方法便是通过片上技术来表征锁相环响应特性[1]-[3]。

图2显示了PLL 对致相步进响应的输出瞬态相位。

类似于其他二阶反馈系统,锁相环往往因其工作是消除相位误差而趋于过调(或过调)。

如果PLL 工作在欠阻尼状态,比如在这个例子中,环锁相环可能在其到达最终时钟状态前,经过几次锁定。

锁相环阶跃响应的一个关键指标是交叉反应,在此定义为从输入步进到相位超调开始出现所用的时间。

另一个关键指标是最大超调量。

它可以测量阶跃响应的最大过调量。

Transient simulations and closed-form loop equations [4] show that crossover is inversely proportional to the PLL ’s 3dBclosed-loop bandwidth; the smallercrossover is, the higher the bandwidth(Fig. 3). Notice that crossover is largely independent of the size of the phase step. Both simulations and loop equations also predict that MaxOvershoot is proportional to the maximum peaking in the closed-loop transfer function; the larger MaxOvershoot is, the greater the peaking (Fig. 4). Notice that the magnitude of the overshoot is also proportional to the input step size. These relationships between time- and frequency-domain behaviors allow us to make fast time-domain measurements and then relate the results back to frequency-domain performance specifications. The circuit瞬态模拟和闭环回路方程[4]表明,交叉反应和PLL 的3dB 闭环带宽成反比;交叉反应越小,带宽越大(图3)。

请注意,交叉反应在很大程度上与相位步长无关。

模拟和回路方程还预测到闭环传递函数中最大超调与最大峰值是成正比的;最大超调越大,峰值越高(图4)。

请注意,超调幅度也正比于输入步长。

时域和频域的这种特性让我们能够进行快速时域测量,然后将这些结果关联到频域性能指标中。

本文呈现的电路实现显示,PLL 阶跃响应可能被全数字化片上有限状态机捕获,从而实现快速表征锁相implementation presented in this paper shows that the PLL step response may be captured by an all-digital, on-chip finite state machine, allowing for fast PLL characterization. Silicon results indicate that this circuit could allow for Power-on calibration of the PLL bandwidth and peaking for compensation of process variations.CIRCUIT DESIGN The PLL under test (Fig. 5) is a standard integer-N charge-pump PLL. The only modification is the addition of loop measurement circuitry. The feedback divisor (N) is programmable from 5 to 63 although N>=8 during loop measurement tests. The charge-pump current, loop-filter resistance, and VCO gain are programmable to allow for bandwidth and peaking adjustments as well as jitter optimization. The PLL bandwidth may be configured from 3 to 25 MHz while the peaking may be varied from <1 to >4 dB. The VCO operates from 1.6 to 5 GHz. The expected reference clock frequency range is 100 to 200 MHz. 环。

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