锁相环振荡器是一种将信号频率与参考频率同步的电路或系统。它可以将输入信号的频率与参考信号的频率之间的相对相位和频率误差压缩至极小的程度,实现稳定的频率和相位输出。
锁相环振荡器的基本组成部分包括相频比较器、低通滤波器、电压控制振荡器等。它的工作原理是:将参考信号和输出信号的频率和相位比较,得到误差信号,经过低通滤波器滤波后,作为电压控制振荡器的控制信号,驱动电压控制振荡器输出一个振荡频率相同、相位差恒定的信号,通过反馈回路与输入信号相位比较,实现频率和相位同步。
锁相环振荡器广泛应用于频率合成、高分辨率频谱分析、数字通信、光纤通信、雷达系统等领域。其中,在频率合成领域中,锁相环振荡器可以基于一个稳定的参考振荡源实现高精度的、稳定的输出信号。在数字通信领域中,锁相环振荡器可以实现时钟恢复、时钟同步和频率同步等功能。在光纤通信领域中,锁相环振荡器可以提供稳定的光信号参考频率。
锁相环振荡器的优点是:具有很高的频率跟踪精度、宽频带和大动态范围;可以实现高稳定性、高精度的输出频率;结构简单,易于集成。
锁相环振荡器的缺点是:对参考信号的要求较高,容易受到器件非线性、环路杂散等干扰,容易产生抖动和噪声。