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环路滤波器

(2011-08-13 10:47:16)
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环路滤波器

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杂谈

分类: 单元电路
    环路滤波器就是具有以下两种作用的低通滤波器:在鉴相器的输出端衰减高频误差分量,以提高抗干扰性能;在环路跳出锁定状态时,提高环路以短期存储,并迅速恢复信号。

环路滤波器详细说明

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环路滤波器有有源的和无源的。无源的由线性元件电阻,电容组成。有源的由上述线性元件和运算放大器组成。运放可以改善环路滤波器性能。

A.分析方法

★★时域分析(解微分方程)

环路滤波器

★★复频域分析(拉氏变换方法)

环路滤波器

★★频域分析

    若任意线性系统在输入信号源作用下,其系统达到稳定状态时传递函数将算符S用jω表示,即可得到频域中频响特性。

请注意! 研究系统或锁相环路的线性性能时,算符P,S,jω之间可相互代换,否则不行。

B.实际环路滤波器

   通常电容C取1~10μF,电阻R1比R2大10~100倍。

★★ RC积分滤波器

环路滤波器

⊙RC积分型滤波器对于足够高的频率,φ趋于90°,其输出电压近似与输
  入电压积分成比例,所以称作RC积分型滤波器。
⊙从相位特性看,它又具有相位延时特性,所以称延迟网络。

★★ RC比例积分滤波器

环路滤波器

它与RC积分滤波器主要区别在于:
1).在高频范围内,输入、输出电压关系保持一个固定的比例常数 环路滤波器
   φ渐近于0°。
2).有两个时间常数可供调整,调整方便,在锁相环中得到广泛应用。

环路滤波方法

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环路滤波方法包括:

(a)将用预置的一维梯度算符运算图像数据每一像素获得的值与一阈值相比较产生二值边缘映射;(b)向该映射提供具预置尺寸的滤波器窗口以检验在该窗口内是否存在边缘信息;

(c)如(b)中不存在边缘信息,则用第一权数对由像素相对应滤波器窗口的像素值滤波以产生一新像素值;

(d)如(b)中存在边缘信息则用第二加权数对由像素相对应滤波器窗口的像素值滤波以产生新像素值,如窗口中央的是边缘信息,则在(d)中不执行滤波。 

实例一

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环路滤波器

 Lq,CLq为1MHz,谐振频率支路对低频相当于开路。 

 L对1KHz其阻抗XL=13Ω,对低频相当于短路。
  即L、R2是滤除高频分量的。

 R1,R3,C构成RC比例积分滤波器。

实例二

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环路滤波器

稳定某微波振荡频率使用RC比例积分滤波器

实例三

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组合滤波器(二阶环路滤波器)

环路滤波器

R1,C1,构成RC积分型滤波器,R1,R2,C2构成RC比
  例积分滤波器,总之组成二阶环路滤波器。

 它输入电阻Ri=0,输出阻抗Zo→∞

★★有源RC比例积分滤波器

环路滤波器

 

AF(S)中负号可以不要考虑,因极性问题锁相环路会自动得到调整。

只要放大倍数A和它输入电阻足够大,则有源RC比例积分滤波器就越接近理想积分滤波器。

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