RLC谐振，电流电压相位CD4046锁不住

只看该作者 · 2010-5-8 09:14

本帖最后由 wenlibin 于 2010-5-8 14:42 编辑

使用CD4046的鉴相器2(PC2)做RLC频率跟踪，电压取的是RLC串联后两端总电压，由电阻分压取得；电流反馈是用电流互感器取得，信号源率频由压控振荡器输出再放大提供。
   结果一会能锁住，一会锁不住；锁住的时候，鉴相器工作时序正常；锁不住时PCP输出总是低电平，类似于电压和电流反馈频率不同的情况。
   锁不住是为什么呢，而且电流和电压的反馈频率会不同吗？有会PLL的大侠帮看看，我现在在做频率跟踪，没有太多这方面的基础，做了很长时间了，快疯了。
   按maychang所说，我重做了一下原理框图。如图2

3万 · 2010-5-8 11:03

此帖在技术交流或是模拟技术版面发过。
楼主贴出来的电路不完整。
CD4046是锁相环，顾名思义，与相位关系非常密切。图中没有CD4046鉴相输出的低通滤波电路，而此低通滤波电路与锁相环工作稳定关系很大。D类驱动，不知道是什么东西。图中还有个滤波电感，难道楼主看不出该电感已经是谐振回路的一部分？

只看该作者 · 2010-5-8 15:12

本帖最后由 wenlibin 于 2010-5-8 15:19 编辑

maychang，按你说的我重做了一下框图，我之是前在模拟技术讨论区发的帖子，且那里写的还要详细，protel原理图都贴上了。过了几周时间仍没有人回帖，不得已结贴，且我在发帖之前已经搜索过论坛里相关PLL锁相环，4046的贴子，也都仔细看过，我还回答了一些，但都与我的应用问题完全不一样。

非常感谢maychang的帮助，我已经在茫茫人海里等了很长时间能帮帮我的人了：）

你说低通滤波器对稳定性有很大关系，在看到你回贴前，我昨天下午已经试了一下，在图2中，低通滤波器C取105高性能的电容，电阻依次用200k, 390k, 523k,680k,720k,1M，都没有改善效果。
我这样改的出发点是：降低电阻加快跟踪速度。由于我用的LCR负载，频率是在中心中率频率40KHZ处小范围波动的，LCR自身有选频特性，其谐振频率波动时，电压和电流反馈频率会不同，导致PCP在大多数时间保持低电平（当电流反馈频率低于电压反馈频率时），这也是在失锁时才出现的波形，多半跟踪不回来了，少数还能跟踪回来，总之这样负载工作很不稳定。

据CD4046datasheet上所述，鉴相器2是一个边沿控制的数字存储网络，对于相位比较器Ⅱ，遍及整个VCO频率范围，信号和比较器输入之间不存在相位不同。此外，使用这种类型的相位比较器时，由于低通滤波器功耗被缩减，因为p-和n-型输出驱动器在大多信号输入周期关闭。应该注意，对于这种类型的相位比较器，PLL锁定范围等于捕捉范围，与低通滤波器无关。(从英文手册上翻译下来的一段)

希望maychang能多给予一些指点。:)

只看该作者 · 2010-5-10 11:22

版主给解决一下呗:)

3万 · 2010-5-10 11:44

从新增加的图2来看，此电路几乎不可能稳定。

从自动控制理论看，锁相环是一个反馈系统，与比方说稳压电源的工作是一样的。既然是反馈，那就要考虑反馈的稳定性。整个反馈环的每一个环节都需要仔细考虑。就像最常见的音频放大电路，反馈加得不合适就要产生振荡。锁相环电路更是如此。你的电路中含RLC回路，还是工作于谐振频率，整形电路输入还加了个105电容，那就更更更如此。
关于这个问题，坛子里不可能写那么大篇幅，我也没有精力写那么多。请到技术交流版面下载老tyw发的“新年大书包”，下载《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》，第13章，第4节和第5节。