这个锁相电路能工作么？

只看该作者 · 2012-11-29 17:22

看到老外用GPS的10KHz输出去驯服个VXCO晶振。电路如图，老外做了个锁相环，GPS的10KHz作为参考时钟，74AC86作为鉴相器，R1等为低通滤波器，VXCO晶振作为VCO，74HC390作为分频器。我分析了一下，好像不能工作。原因是74AC86输入两个端口1,2是没有差别的，作为鉴相器只能区分相位差的大小，但不能区分是超前还是滞后，也就是其不能知道VXCO晶振分频后的信号比参考10KHz快还是慢。
我有回顾了下CD4046的原理，发现老外这个鉴相就是CD4046中的鉴相器1，我觉得只能用来测相位差或频差，不能用来做锁相。CD4046中的鉴相器2则能区分。
CD4046资料见 http://www.onsemi.cn/pub_link/Collateral/MC74HC4046A-D.PDF
74AC86资料见 http://www.onsemi.cn/pub_link/Collateral/MC74HC86A-D.PDF
但老外这个似乎是个产品，还能用，还在网上卖。难道是我分析错了？

老外网址 http://www.jrmiller.demon.co.uk/projects/ministd/frqstd0.htm
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2万 · 2012-11-29 19:08

大湿，这么个东东做出来也能拿网上卖？
同样的两个方波流，某个比另个快一周期或慢一周期，这样的两个波有何不同？
那两个鉴相器区别及使用，小鬼子那本锁相环设计上说的详细。

只看该作者 · 2012-11-29 23:29

大湿，这么个东东做出来也能拿网上卖？
同样的两个方波流，某个比另个快一周期或慢一周期，这样的两个波有何不同？
那两个鉴相器区别及使用，小鬼子那本锁相环设计上说的详细。 ...
xukun977 发表于 2012-11-29 19:08

是老外做的，老外卖的，我只是看到，觉得电路有问题。
请就事论事，老外这个到底能不能工作？
小鬼子那一个系列中好像我就这一本锁相环没买，或者买了找不到了。找到一本以前复印的王福昌的《锁相技术》，没看细看。其没讲4046中的PD1，只提到“一般不使用PD1，而使用PD2.因PD1无鉴频功能，环路的捕捉带极小”

1万 · 2012-11-30 09:07

这个锁相电路能工作!

只看该作者 · 2012-11-30 10:30

本帖最后由 AD797 于 2012-11-30 10:35 编辑

这个电路应该工作。没人分析，我就简单分析分析。详细不分析了。简单说说。

这种74HC86构成的鉴相器有很多的不足。这种鉴相器构成的锁相环将输入两个信号的相位锁成90°相差。这个前提很重要。（这种锁相环好像有两个稳定点，一个正90°，一个负90°，一个超前90°，一个滞后90°，但其中一个是不稳定的稳定点... 就像单摆两个稳定点，但上面最高点的稳定点那个不稳定）。相差90°的两信号异或鉴相后的输出为50%的占空比。以2端反馈过来的10kHz信号变化为例，当2端的10khz变慢时，这个占空比会加大，大于50%，环路低通之后得到VCO的控制电压升高，导致VCO相位变化加快，进而导致VCO频率变化加快（对于压控的RC型VCO，就是改变充电速度,对于LC型VCO，改变变容二极管的电容大小，总之，都是改变了时间常数）；当2端的10khz变快时，...反之亦然。所以还是可以控制的。

这种鉴相器，不能区分两个信号是相差90°，还是倍频关系。因为这两种信号鉴相后，都是50%占空比的输出，甚至一个信号是直流时，鉴相输出也是50%。所以只能在比较窄的范围内实现捕获，捕获能力差，而老外这个控制VXCO，本来就是微调，正好可以用。

VCO，叫压控振荡器，其实VCO首先应该先理解为压控相位变化器，这个从VCO的原理上容易理解，比如控制电压低了，等会儿再翻转... 。dφ/dt，才为频率。如果想了解锁相环的原理，这样理解比较好。锁相环分析中用的是相位φ。不然不好理解两信号怎么锁成90°的。

以上是一些粗略的认识。学而时习之，不亦说乎。

2万 · 2012-11-30 10:53

LS正解。
这个电路的工作前提就是工作在微调下，VCO频率本来就是稳定的，只要也只能微小的变化。
比如用变容管做晶振的匹配电容来微调10MHz晶振电路的输出频率。

只看该作者 · 2012-12-5 12:49

VCO应该需要有initial的状态下工作在10MHz. 这么想,如果在反馈回路那里加一个开关,VCO开始震荡频率偏离10MHz比较大,突然合上回路开关,不一定能锁上吧...微调的话是可以工作的.如果是没有initial状态,不一定能锁住,XOR的只是phase detector不是PFD.
以上为我的理解.