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一个简单的鉴相器电路

一个简单的鉴相器电路
《 电侧 与仪表 》 坦旦 些 丝竺
一 个 简单 的鉴 相器 电路
目前
。
,
对于 模 拟 系 统 及数 字系 统来说
1
,
,
侧
量 相 位差 通 常采 用置位 复位 触 发器 或者 异或 电 路
经过 合 适 的整形 电路 (
) 以 后 获 得的 波 形
信号 如 图 1 中的 A 和 B 所示 这些 信 号 当加到 触 发 器的置 位复 位输入 端 或 加 到异 或口 的 两个 输 入端 时 这些 电路 的 输出 是 一 个 脉 冲宽度与两 信 号之 间相位 差 成 比 例的脉 冲序 列信 号 触 发
。
算得的 R 本
、
L二 ·
狱 和 实测 数 值 很 一致 了
元 件 很少
、
。
’
频 交流 信 号
,
、
,
以 适 应 不 同 场 合 的要 求
, ,
: : R 3 R 阻 值 一 致 ( 可 用数 字早用 :; 集成 电路 产 生 锯齿 波 电压 接到 A 点 具体 振 荡 使R 表挑 选 ) 调整 很 方便 先 令 A 端 接 地 调 电 路 请 参 照 厂 家 的手 册 确 定数 值 茂 : : 、 I v o v A 然 后 在 端加 w 使 为 零 此时 也 为 L ( 玉善花 编 发 ) 合 适 的 电压 使 I 达 到 所 需 恒 流 数 值 A 端 的 电
。
、
信 号 的超 前 和 滞后 的 方 向 也 能 通 过 使用 一
。
这 个 电 路给 出 了 相 似 的 特 性
图
’
个 与门 得 到
与 Y 的 一致
=
如果 A 但是
,

鉴频器与鉴相器ppt课件

鉴频器与鉴相器ppt课件

CC
VD1
A
+
u1 -
C
1
M + C3 u2 L3
L1
L2
C4
C2 -
+
u_o1 R 1
C
+
_ uo
D
u+_o2 R 2
+ C
-
B
VD2
比例鉴频器的输出电压为
1 uo1
uo=
12 E0
uo2uo1 uo2uo1
12E01
uo2 uo1
uo2
（其中 Eouo1uo2 ）
由上式可见，输出uo与两个检波器负载上的电压比
相位差。
鉴相器的基本功能——将环路输入ui与环路输出 uo进行比较， 产生与相位成一定比例的误差电压ud；
低通滤波器——将其波纹成分滤除，输出直流电压VAPC； 压控振荡器——是在VAPC的作用下，产生与输入信号同频，但
存在一定相位差的正弦信号uo,送到鉴相器进一 步比较，直到uo与ui同频同相为止。
鉴频器与鉴相器
——鉴频器主要用于调频接收机和自动频率控制电路； 鉴相器主要用于相位比较电路如相位鉴频器等
7-７-1 概述
鉴频特性曲线—— 调频波（等幅波）所传送的调制信号信息包含在高频振
荡的频率变化之中，所以鉴频器输出的信号必须与输入调频波的 瞬时频率保持一致，即成线性关系。描述这种变换关系的特性曲 线称为“鉴频特性曲线”，它是鉴频器的输出电压uo与输入调频 信号的频偏Δf（或瞬时频率f）之间的关系曲线，也称为‘S’曲线。 鉴频特性曲线如下图所示。
的变化，通过包络检波器的振幅检波便可还原出调
制信号。
缺点：幅频特性的倾斜部分线性幅频特性还是较窄，解调后 失真也较大。

鉴相电路的原理

鉴相电路的原理

鉴相电路的原理
鉴相电路是一种用于检测电源电压相角的电路。

它的原理基于相位比较器和滤波器的结合。

在鉴相电路中，首先需要将输入的电源电压分成两路，一路经过相位比较器，另一路经过滤波器。

相位比较器可以将输入信号与参考相位进行比较，输出一个相位差信号。

而滤波器则用于对相位差信号进行平滑处理。

在相位比较器中，常用的比较器有零漂移放大器和差分放大器等。

其基本原理是将输入信号与参考信号进行比较，输出相位差信号。

相位差信号正常情况下应该是一个正弦波信号，其频率等于输入电源的频率。

当输入电源的相位角达到参考相位角时，输出信号的幅值为0，表示相位匹配。

滤波器的作用是平滑处理相位差信号。

滤波器可以采用低通滤波器，将高频噪声滤除，使得输出信号更加稳定，不受干扰。

常见的滤波器电路有RC滤波器和LC滤波器等。

最终，鉴相电路通过相位比较器和滤波器的协同作用，将输入电源的相位角与参考相位角进行比较，并输出一个稳定的相位差信号。

这个信号可以用于驱动其他电路或者显示设备，以实现相位匹配的功能。

这对于一些需要进行相位同步的系统和电路来说尤为重要。

电荷泵式鉴频鉴相器电路

电荷泵式鉴频鉴相器电路

电荷泵式鉴频鉴相器电路电荷泵式鉴频鉴相器是一种常用的电子电路，用于频率测量和相位检测。

它可以将输入信号的频率和相位信息转换为直流电压输出。

该电路结构简单，性能稳定可靠，因此在通信、测量等领域得到广泛应用。

一、电荷泵式鉴频鉴相器原理电荷泵式鉴频鉴相器是基于电容器充放电原理的电路。

它由两个电容器和两个开关组成。

其中，一个电容器与电源正极相连，另一个电容器与电源负极相连。

两个开关可以根据输入信号的频率和相位信息控制电容器的充放电过程。

当输入信号频率较低时，电容器可以充电并保持电荷。

当输入信号频率较高时，电容器无法充电并且电荷会逐渐耗尽。

通过测量电容器上的电压变化，可以判断输入信号的频率。

当输入信号相位与电容器充放电过程相匹配时，电容器上的电压变化最大。

通过测量电容器上的电压变化，可以判断输入信号的相位。

二、电荷泵式鉴频鉴相器电路实现电荷泵式鉴频鉴相器的基本电路如下：1. 输入端：将待测频率信号输入到电荷泵式鉴频鉴相器。

2. 两个电容器：用于存储电荷。

3. 两个开关：根据输入信号的频率和相位信息控制电容器的充放电过程。

4. 输出端：将测量得到的直流电压输出。

电荷泵式鉴频鉴相器的工作过程如下：1. 当输入信号的频率较低时，电容器可以充电并保持电荷。

2. 当输入信号的频率较高时，电容器无法充电并且电荷会逐渐耗尽。

3. 通过测量电容器上的电压变化，可以判断输入信号的频率。

4. 当输入信号的相位与电容器充放电过程相匹配时，电容器上的电压变化最大。

5. 通过测量电容器上的电压变化，可以判断输入信号的相位。

三、电荷泵式鉴频鉴相器的应用电荷泵式鉴频鉴相器广泛应用于通信、测量等领域。

它可以用于频率测量、频率锁定、相位检测和相位锁定等应用。

1. 频率测量：通过测量电容器上的电压变化，可以准确测量输入信号的频率。

2. 频率锁定：通过调节电容器的充放电过程，使得电容器上的电压变化与输入信号频率相匹配，从而实现频率锁定。

3. 相位检测：通过测量电容器上的电压变化，可以准确检测输入信号的相位。

鉴相电路-精品

鉴相电路-精品

V

Vm
4
e
0e 2
2019/11/23
29
3. J－K触发器鉴相器
• 注意： e =0，2π，4π，…点是奇异点， V
值不确定。所以J－K触发器鉴相器的有效 鉴相范围为2π。 • J－K触发器鉴相器在整个相位差范围内都 是线性的。由于革除了R－S触发器中的RC 微分网络，提高了抗干扰能力。
2019/11/23
注意
Vm
Q2
= Q1
26
3. J－K触发器鉴相器
V
Vm / 2
0
2019/11/23
2π
4π
e
特性曲线
27
3. J－K触发器鉴相器
VR
Vi Q1 Q2
V
2019/11/23
0
Q2
= Q1
28
3. J－K触发器鉴相器
• 由图可见，J－K触发器鉴相器的鉴相特性 亦为锯齿特性（ R－S触发器鉴相器亦同）， 输出电压平均值及鉴相线性范围分别为 ：
2019/11/23
2
3.2.2相位／脉宽鉴相器
• 相位／脉宽鉴相器是利用数字部件构成的 鉴相电路，这种电路既简单又方便，它可 把输入端信号间的相位差转换成脉冲宽度。
• 该脉宽既可利用低通滤波器将其变成模拟 输出电压，构成模拟鉴相电路，也可直接 通过数字电路将其变成数字量，组成相位 ／数字鉴相电路。
3.2 鉴相电路
2019/11/23
1
3.2.1 概述
• 鉴相电路又称相位解调电路; • 鉴相电路的作用：将输入端的两个信号之间的
相位差转换成某种输入信号，实现调相波的解 调。
• 鉴相电路输入端的两个信号，一个为输入信号， 另一个为参考相位信号。

鉴相电路

鉴相电路

40
3.3 鉴相电路
2014-10-13
1
3.3.1概述
鉴相电路又称相位解调电路，它的 作用是将输入端的两个信号之间的相 位差转换成某种输出信号，实现调相 波的解调。输入端的两个信号，一个 为输入信号，另一个为参考相位信号。 输出信号可以是模拟电压，也可以是 数字量。前者称为模拟鉴相电路，后 者称为数字鉴相电路。
e 0
2014-10-13
占空比δ<50％
V Vm e
1

15
2．R－S触发器鉴相器
Vi VR Vφ
e 0
2014-10-13
占空比δ>50％
V
1

Vme
16
2．R－S触发器鉴相器
Vφ
Vm
-2π -π 0 π 2π φe
Vm
2014-10-13
17
2．R－S触发器鉴相器
2014-10-13
19
3．J－K触发器鉴相器
注意
注意
2014-10-13
20
3．J－K触发器鉴相器
J－K触发器的逻辑关系：
Q
2014-10-13
n 1
KQ J Q
n
n
21
3．J－K触发器鉴相器
Q
n 1
J
KQ J Q
n
K Qn+1
n
0
1 0 1
2014-10-13
0
0 1 1
Vm V e 4
0 e 2
2014-10-13
29
3．J－K触发器鉴相器
注意：φe=0，2π，4π，…点是奇异点，V 值不确定。所以J－K触发器鉴相器的有效 鉴相范围为2π。 J－K触发器鉴相器在整个相位差范围内都 是线性的。由于革除了 R － S 触发器中的 RC微分网络，提高了抗干扰能力。

4_鉴相器(PD)

本页完 返引回言
本
节 掌握正弦波相位检波的基本工作原理
学
习
要
点
和 要
了解脉冲抽样保持相位比较器基本原理
求
返回
鉴 相 器 ( P D ) 主 页学习主页
藏族老汉
正弦波相位检波器
脉冲抽样保持相位比较器
使用说明：要学习哪部分内容， 只需把鼠标移到相应的目录上单击 鼠标左键即可，按空格键或鼠标左 键进入下一页。
2、基本工作原理
VCC
(1)锯齿波形成
恒电流源
参考 频率
fR
ICH
fR 开关(形
成锯齿波)
抽样 Cch 开关
fV
误差信号 (直流)VD
Cd记电忆容
压控抽
锯齿波形成开关 实际是一个脉冲控 制电子开关。
样频率
脉冲抽样保持相位比较器基本原理框图
抽样开关实 际是一个脉冲
控制电子开关。
本继页续完
鉴 相 器 ( P D ) 分析锯齿波上升沿的形成
二、脉冲抽样保持相位比较器
2、基本工作原理 (1)锯齿波形成
电压 TR
Vmax
O
Vmin
VCC
恒电流源
参考 频率
fR
ICH
fR 开关(形 +
抽样
成锯齿波) - Cch 开关
fV
误差信号 (直流)VD
Cd记电忆容
压控抽 样频率
t 脉冲抽样保持相位比较器基本原理框图
当vR=0时，开关断开，
恒流源对Cch线性充电，
令
Kd=2b2RVRmVVm
则vd(t)=Kdsin(θV-θR)=Kdsinθe
上式说明，鉴相器输出的误
差直流电压vd(t)与两频率的相位
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2020/8/4
2
3.2.2相位／脉宽鉴相器
• 相位／脉宽鉴相器是利用数字部件构成的 鉴相电路，这种电路既简单又方便，它可 把输入端信号间的相位差转换成脉冲宽度。
• 该脉宽既可利用低通滤波器将其变成模拟 输出电压，构成模拟鉴相电路，也可直接 通过数字电路将其变成数字量，组成相位 ／数字鉴相电路。
2020/8/4
& &
2020/8/4
加计数
减计数
32
3.2.3 相位／数字转换器
• 当 =e 0时，鉴相器的输出脉冲 为V 对称方波，即
为1的持续时间t1与为0的持续时间t2相等，可逆计 数器的加计数值N1与减计数值N2相等，因而电路的 输出数字量D=0。
•当
＜0时，
e
V为 1的持续时间t1小于为0的持续时间
2020/8/4
5
l．异或门鉴相器
&
由4个与非 门构成的
异或门
2020/8/4
& &
&
异或门
6
l．异或门鉴相器
Vi
VR
Vm
V
-Vm
2020/8/4
7
l．异或门鉴相器
Vi
VR
V
2020/8/4
占空比δ=50％～0
e
0
~
2
8
l．异或门鉴相器
Vi
VR
V
2020/8/4
占空比δ=50％～100％
e
0
V
1
Vme
15
2．R－S触发器鉴相器
Vi
VR
V
e 0
2020/8/4
占空比δ>50％
V
1
Vme
16
2．R－S触发器鉴相器
V
Vm
e
-2π -π
0 π 2π
Vm
2020/8/4
17
2．R－S触发器鉴相器
• R－S触发器的鉴相特性为锯齿特性。
• 输出电压的平均值及线性范围分别为
V
Vm
e
V
Vm
e -2π -π3.2 鉴相电路2020/8/41
3.2.1 概述
• 鉴相电路又称相位解调电路; • 鉴相电路的作用：将输入端的两个信号之间的
相位差转换成某种输入信号，实现调相波的解 调。
• 鉴相电路输入端的两个信号，一个为输入信号， 另一个为参考相位信号。
• 输出信号可以是模拟电压，也可以是数字量。 前者称为模拟鉴相电路，后者称为数字鉴相电 路。
2020/8/4
19
3. J－K触发器鉴相器
注意 注意
2020/8/4
20
3. J－K触发器鉴相器
• J－K触发器的逻辑关系：
Qn1KQnJQn
2020/8/4
21
3. J－K触发器鉴相器
Qn1KQnJQn
J
K
Qn+1
0
0
Qn
1
0
1
0
1
0
1
1
Qn
2020/8/4
22
Qn1KQnJQn
&
当Vi下跳时：
t2，可逆计数V 器的计数值N1＜N2，输出数字量D必
• 相位／数字转换器用以将输入信号与 参考信号间的相位差转换为数字量输 出。它可由模拟鉴相器和 A/D转换器 构成，但最简便的方法是利用基本数 字电路将相位／脉宽鉴相器的输出脉 冲宽度直接转换成数字量。采用R－S 触发器鉴相器组成的相位／数字转换 器电路如下图所示。
2020/8/4
31
3.2.3 相位／数字转换器
• 相位／脉宽鉴相电路通常用门电路和触发
器组成。
2020/8/4
4
l．异或门鉴相器
• 异或门电路是指：当有两个输入信号时， 在一个为“1”，一个为“0”的情况下， 输出为“1”，否则输出为“0”的电路， 或者说，“异”者为“1”，“同”者为 “0”。
• 能完成这种功能的异或门集成电路有 74LS86和CD4070B等，也可由四个与非 门电路组成。
Q 2 n 1 K 2 Q 2 n J 2 Q 2 n Q 1 n Q 2 n Q 1 n Q 2 n Q 1 n
当VR下跳时：
Q 1 n 1 K 1 Q 1 n J 1 Q 1 n Q 2 n Q 1 n Q 2 n Q 1 n Q 2 n
2020/8/4
23
3. J－K触发器鉴相器
29
3. J－K触发器鉴相器
• 注意： e =0，2π，4π，…点是奇异点， V
值不确定。所以J－K触发器鉴相器的有效 鉴相范围为2π。 • J－K触发器鉴相器在整个相位差范围内都 是线性的。由于革除了R－S触发器中的RC 微分网络，提高了抗干扰能力。
2020/8/4
30
3.2.3 相位／数字转换器
0 π 2π
e
2020/8/4
Vm
18
2．R－S触发器鉴相器
• R－S触发器鉴相器的线性范围比异或门鉴 相器扩大了1倍，而且由于采用输入和参考 信号的下降沿触发电路，故对输入和参考 信号波形的占空比无特殊要求。但是在这 种方案中利用RC微分网络提取跳变触发信 号，虽然简单，却易受干扰而产生误触发。
2020/8/4
S
Qn+1
1
0
0
1 SR1
0
不允许 Qn1 S RQn
1
Qn
12
2．R－S触发器鉴相器
VCC
&
2020/8/4
&
13
2．R－S触发器鉴相器
Vi
VR
V
e 0
2020/8/4
占空比δ=50％
V 0
14
2．R－S触发器鉴相器
Vi
VR
V
2020/8/4
e 0 占空比δ<50％
VR
Vi Q1 Q2
V
2020/8/4
Q2
= Q1
24
3. J－K触发器鉴相器
e (0~π)
VR
Vi Q1 Q2
V
2020/8/4
注意
Vm
Q2
= Q1
25
3. J－K触发器鉴相器
e (π ~2π)
VR
Vi
Q1 Q2
V
2020/8/4
注意
Vm
Q2
= Q1
26
3. J－K触发器鉴相器
V
Vm / 2
~
2
9
l．异或门鉴相器
V
V
2Vm
e
Vm
-π/2 0 π/2
-Vm
2020/8/4
e
10
l．异或门鉴相器
• 异或门鉴相器的测量范围为:
2
e
2
• 异或门鉴相器的线性范围较小；
• 要求两个输入信号的占空比δ必须为50％， 即它们是等宽方波。
2020/8/4
11
2．R－S触发器鉴相器
R 0 1 0
1
0
2020/8/4
2π
4π
e
特性曲线
27
3. J－K触发器鉴相器
VR
Vi Q1 Q2
V
2020/8/4
0
Q2
= Q1
28
3. J－K触发器鉴相器
• 由图可见，J－K触发器鉴相器的鉴相特性 亦为锯齿特性（ R－S触发器鉴相器亦同）， 输出电压平均值及鉴相线性范围分别为 ：
V
Vm
4
e
0e 2
2020/8/4
3
3.2.2相位／脉宽鉴相器
• 相位／脉宽鉴相器要求输入信号和参考信 号必须都是方波序列脉冲信号，若不是方 波信号，则应首先采用过零检测电路或放 大整形电路将它们变成方波信号。
• 电路根据输入和参考信号过零点的时间来 工作，其输出亦为脉冲信号，脉冲宽度与 两个输入波形之间的过零时间差（相位差） 成比例，而与波形的其它部分无关。