PLL的原理及频偏的概念

1、PLL的原理

　　PLL - PHASE-LOCKED LOOP 中文称锁相环, 它的基本作用是把频率锁定在一个固定的期望值，它由压控振荡器VCO、鉴相器PD、分频器、电荷泵和低通滤波器组成。

 

　　PLL工作的基本原理是压控振荡器VCO产生一个震荡频率，输出后经过N倍分频后(N - 包括1的正整数)和基准信号同时输入鉴相器，鉴相器通过比较这两个信号的频率差，输出一个直流脉冲电压去控制VCO 使它的频率改变。这样经过一个很短的时间，VCO的输出就会稳定下来。还将使用的频率的准确度和稳定度锁定到参考频率上,根据需要而变化。所谓的锁相，顾名思义就是将相位锁住，由相位检测器、回路滤波器及压控振荡器组成。

 

　　VCO-分频器-鉴相器-低通滤波器-VCO 形成环路 LOOP. 当分频数 N>1 时, 振荡频率为已知频率的 N 倍, 成为 N 倍频电路。

 

　　比如我基频是10MHz，需要100MHz的频率，那就得用VCO产生一个100MHz的频率后10分频，用鉴相器与基频比较，输出一个比较的波形后经过低通滤波，用输出电压控制VCO的输出。

　　基准频率一般用稳定性高的晶振产生，VCO一般通过控制电压来控制变容二极管来调节频率。

 

　　VCO - VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR.

2、频偏

　　单位：（PPM）

　　ppm表示每百万单位（parts per million）。在用作表示频率偏差时，它表示在一个特定中心频率下，允许偏差的值，频率以赫兹为单位。ppm和赫兹之间的换算关系如下式：

　　　　△f=(f*ppm)/10^6

　　这里 ppm 是最大变化值（+/-），f是中心频率（赫兹），Df是允许最大的频率变化范围。

　　例如：如果100MHz的频率允许的100 ppm的频率误差。利用上面公式得出频率的变化是10kHz。那么系统的最大频率是100.01MHz，最小是99.99 MHz。

3、Hz的概念

 　　1MHz=1000,000Hz。 ​

　　Hz是个很小的单位，通常在其前面加上k（千），M（百万），G（十亿），T（万亿）等数量级单位。千赫兹是频率的一个相对小的单位，更普遍一些的单位是MHz，等于1，000，000Hz或1，000kHz，还有GHz，它等于1，000，000，000Hz或1，000，000kHz，还有最近比较热的THz，它等于1，000，000，000，000Hz或1，000，000，000KHz。

• 时间单位转换

  1秒（s）=10^3毫秒(ms) =10^6微秒 （us）= 10^9纳秒（ns） = 10^12皮秒（ps）

• 赫兹和时间的关系

 1GHz波动一次时间  = 1（纳秒）ns
 1MHz波动一次时间  = 1（微秒）us
 1KHz波动一次时间  = 1（毫秒）ms
 1HZ波动一次时间   = 1（秒）s