鎖相環路是一種反饋控制電路，簡稱鎖相環（PLL）。許多電子設備要正常工作，通常需要外部的輸入信號與內部的振蕩信號同步，利用鎖相環路就可以實現這個目的。鎖相環通常由鑒相器（PD）、環路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO）三部分組成。

　　鎖相環特點是：用外部輸入的參考信號控制環路內部振蕩信號的頻率和相位。

　　鎖相環工作原理：相位比較器把輸入信號作為標準，將它的頻率和相位與從VCO輸出端送來的信號進行比較。如果在它的工作范圍內檢測出任何相位（頻率）差，就產生一個誤差信號Ve（t），這個誤差信號正比于輸入信號和VCO輸出信號之間的相位差，通常是以交流分量調制的直流電平。由低通濾波器濾除誤差信號中的交流分量，產生信號Vd（t）去控制VCO，強制VCO朝著減小相位/頻率誤差的方向改變其頻率，使輸入基準信號和VCO輸出信號之間的任何頻率或相位差逐漸減小直至為0，這時我們就稱環路已被鎖定。

　　鎖相環電路主要用于分頻倍頻，頻率合成，解碼… 該電路利用VOC的鎖定工作，有良好的特性及抗干擾性能。

　　鑒相器是個相位比較裝置。它把輸入信號Si（t）和壓控振蕩器的輸出信號So（t）的相位進行比較，產生對應于兩個信號相位差的誤差電壓Se（t）。

　　環路濾波器的作用是濾除誤差電壓Se（t）中的高頻成分和噪聲，以保證環路所要求的性能，增加系統的穩定性。

　　壓控振蕩器受控制電壓Sd（t）的控制，使壓控振蕩器的頻率向輸入信號的頻率靠攏，直至消除頻差而鎖定。

　　鎖相環是個相位誤差控制系統。它比較輸入信號和壓控振蕩器輸出信號之間的相位差，從而產生誤差控制電壓來調整壓控振蕩器的頻率，以達到與輸入信號同頻。在環路開始工作時，如果輸入信號頻率與壓控振蕩器頻率不同，則由于兩信號之間存在固有的頻率差，它們之間的相位差勢必一直在變化，結果鑒相器輸出的誤差電壓就在一定范圍內變化。在這種誤差電壓的控制下，壓控振蕩器的頻率也在變化。若壓控振蕩器的頻率能夠

　　變化到與輸入信號頻率相等，在滿足穩定性條件下就在這個頻率上穩定下來。達到穩定后，輸入信號和壓控振蕩器輸出信號之間的頻差為零，相差不再隨時間變化，誤差電壓為一固定值，這時環路就進入“鎖定”狀態。這就是鎖相環工作的大致過程。

　　以上的分析是對頻率和相位不變的輸入信號而言的。如果輸入信號的頻率和相位在不斷地變化，則有可能通過環路的作用，使壓控的頻率和相位不斷地跟蹤輸入頻率的變化。

　　鎖相環具有良好的跟蹤性能。若輸入FM 信號時，讓環路通帶足夠寬，使信號的調制頻譜落在帶寬之內，這時壓控振蕩器的頻率跟蹤輸入調制的變化。

　　對于鎖相環的詳細分析可參閱有關鎖相技術的書籍。在此僅說明鎖相環鑒頻原理。可以簡單地認為壓控振蕩器頻率與輸入信號頻率之間的跟蹤誤差可以忽略。因此任何瞬時，壓控振蕩器的頻率ωv（t）與FM 波的瞬時頻率ωFM（t）相等。

　　FM 波的瞬時角頻率可表示為

　　假設VCO 具有線性控制特性，其斜率Kv （壓控靈敏度）為（弧度／秒·伏），而VCO 在Sd（t）＝0時的振蕩頻率為ωo ’，則當有控制電壓時，VCO 的瞬時角頻率為令上兩式相等，即ωv（t）≈ωFM（t），可得其中ωo 為FM 波的載頻，ωo ’為壓控振蕩器的固有振蕩頻率，兩者皆為常數。因此上式第一項為直流項，可用隔直元件消除，或者開始時已經把壓控振蕩器的頻率調整為ωo=ωo ’。因此上式還可進一步寫成，可見，鎖相環輸出，除了常系數Kf ／Kv 之外，近似等于原調制波形f（t），因而達到頻率解調的目的。

　　同理，鎖相環也可用于解調PM 信號，此時只需在輸出端接入一個積分器就可以了。

　　通過合理選擇環路參數（主要是環路濾波器的參數）可以在滿足解調要求的條件下使閉環帶寬盡可能窄，以便抑制噪聲。因此鎖相環具有良好的噪聲性能。當接收信號電平微弱，噪聲成為主要考慮因素時，采用PLL 解調器可以改善解調性能，它可用于各種移動FM 電臺、微波接力系統、衛星通信系統以及電視、遙測等系統中，它與普通鑒頻器相比，門限改善可達6dB，所以PLL解調器又稱為門限擴張解調器或低門限解調器。

　　因為近來設計800-1000MHz射頻板，吃盡了苦頭，一塊板，在原理和器件沒有變的情況下，做了4-5次電路板，才基本達到指標要求。

　　以下是一些教訓：

　　1.晶振（TCXO）布線時，上下面板和周圍都不要布地線。因為TCXO是很容易通過地線泄露的，如果你不小心布了大面積地，和和，你的周遍電路都會串過TCXO的頻率。

　　2.電源一定要有多次濾波，不要用開關電源，用環行隔離線形電源自己做整流濾波。不要用7805之類的爛片子，用317要比7805好一個數量級。射頻的電源要求很高，否則，會死的很快，如果自己對電源沒有信心，可以先用干電池或手機電池試試。在每個片子電源輸入端都要加一個0.1u的電容退耦。在重要的部分，還要有源退耦。其實就是一個三極管，一個電阻和兩個電容。

　　3.VCO的布線要特別講究，否則，會有很多的串擾，FR比相頻率干擾，如果在VCO的下面（器件面）布一層外圈，焊接面用大面積地，外圈地和大面積地用很過過孔，就會有很大的效果。

　　4.LPF的設計也很重要。如果要頻譜好，就得老實用大電容，雖然鎖定時間長，但漂亮一些。如果用的是nF量級的電容，和和，不好辦的。

　　5.射頻地和數字地一定要分的請清楚楚的。否則，查起來，不知道干擾是什么地方來的。