鎖相環主要是使反饋信號與給定基準信號同步，將這個思想引人電機的速度控制系統中，能夠實現穩態精度很高的速度控制，這一點在⒛世紀60年代初期已經意識到，但直到集成鎖相電路的普及才真正實現。鎖相環系統根據參考轉速和反饋轉速間頻率或相位的任意差異來校正電機轉速。因此，只要使基準信號頻率精度較高，其穩定精度就可達到很高。對于電機鎖相環來說，一般由鑒頻鑒相器（PFD）、低通濾波器（LPF）和壓控振蕩器（VCO）組成，其結構和工作原理如圖1所示。

圖1 鎖相環內部結構框圖

頻率發生器FG產生輸出頻率fo，經1/N分頻得反饋頻率fb，在FPD中與參考頻率進行頻率和相位比較后，產生差值信號。此信號經LPF后得到與之成正比的電壓信號Vo，再經放大與校正后，作用于FG，控制輸出頻率茂。鎖相環其實就是一個閉環控制系統，在閉環負反饋作用下，系統使fr和fb，的頻差和相差朝著減小的方向變化，最后，系統“鎖住”，兩個信號頻率達到了同頻和接近于同相。

鎖相控制系統可以獲得高穩態精度的根本原因在于PLL將相位作為控制信號，傳遞相位信息的光電碼盤或旋轉變壓器只存在瞬時的信號抖動，每周的平均誤差為零，能夠準確地傳遞相位信息。由于相位是轉速的積分，對于轉速階躍，即使穩態相位存在誤差，對于速度而言是無差的。當速度反饋信號和速度參考信號鎖定時，電機的平均速度誤差將為零，只存在很小的瞬時高頻抖動，穩態精度很高。