鎖相成電路圖

⑴ PLL（鎖相環）工作原理是﹖

鎖相環路是一種反饋電路，鎖相環的英文全稱是Phase-Locked Loop,簡稱PLL。其作用是使得電路上的時鍾和某一外部時鍾的相位同步。因鎖相環可以實現輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，所以鎖相環通常用於閉環跟蹤電路。鎖相環在工作的過程中，當輸出信號的頻率與輸入信號的頻率相等時，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值，即輸出電壓與輸入電壓 的相位被鎖住，這就是鎖相環名稱的由來
在數據採集系統中，鎖相環是一種非常有用的同步技術，因為通過鎖相環，可以使得不同的數據採集板卡共享同一個采樣時鍾。因此，所有板卡上各自的本地 80MHz和20MHz時基的相位都是同步的，從而采樣時鍾也是同步的。因為每塊板卡的采樣時鍾都是同步的，所以都能嚴格地在同一時刻進行數據採集。鎖相環路是一個相位反饋自動控制系統。它由以下三個基本部件組成：鑒相器（PD）、環路濾波器（LPF）和壓控振盪器（VCO）。
鎖相環的工作原理：
1. 壓控振盪器的輸出經過採集並分頻；
2. 和基準信號同時輸入鑒相器；
3. 鑒相器通過比較上述兩個信號的頻率差，然後輸出一個直流脈沖電壓；
4. 控制VCO，使它的頻率改變；
5. 這樣經過一個很短的時間，VCO 的輸出就會穩定於某一期望值。

鎖相環可用來實現輸出和輸入兩個信號之間的相位同步。當沒有基準（參考）輸入信號時，環路濾波器的輸出為零（或為某一固定值）。這時，壓控振盪器按其固有頻率fv進行自由振盪。當有頻率為fR的參考信號輸入時，uR 和uv同時加到鑒相器進行鑒相。如果fR和fv相差不大，鑒相器對uR和uv進行鑒相的結果，輸出一個與uR和uv的相位差成正比的誤差電壓ud，再經過環路濾波器濾去ud中的高頻成分，輸出一個控制電壓uc，uc將使壓控振盪器的頻率fv（和相位）發生變化，朝著參考輸入信號的頻率靠攏，最後使fv= fR，環路鎖定。環路一旦進入鎖定狀態後，壓控振盪器的輸出信號與環路的輸入信號（參考信號）之間只有一個固定的穩態相位差，而沒有頻差存在。這時我們就稱環路已被鎖定。

環路的鎖定狀態是對輸入信號的頻率和相位不變而言的，若環路輸入的是頻率和相位不斷變化的信號，而且環路能使壓控振盪器的頻率和相位不斷地跟蹤輸入信號的頻率和相位變化，則這時環路所處的狀態稱為跟蹤狀態。

⑵ 鎖相環的原理

鎖相環
一．基礎理論
鎖相環路(Phase Locked Loop)是一個閉環的相位控制系統，它的輸出信號的相位能自動跟蹤輸入信號相位。系統框圖如下：
ui(t) uo(t) θ1(t) θ2(t)

當 與 相等時，兩矢量以相同的角速度旋轉，相對位置，即夾角維持不變，通常數值又較小，這就是環路的鎖定狀態。
從輸入信號加到鎖相環路的輸入端開始，一直到環路達到鎖定的全過程，稱為捕獲過程。設系統最初進入同步狀態 的時間為 。那麼從 的起始狀態到達進入同步狀態的全部過程就稱為鎖相環路的捕獲過程。捕獲過程所需的時間 稱為捕獲時間。顯然，捕獲時間 的大小不但與環路的參數有關，而且與起始狀態有關。
對一定的環路來說，是否能通過捕獲而進入同步完全取決於起始頻差 。若 超過某一范圍，環路就不能捕獲了。這個范圍的大小是鎖相環路的一個重要性能指標，稱為環路的捕獲帶 。
捕獲狀態終了，環路的狀態穩定在

(1-1)
這就是同步狀態的定義。只要在整個變化過程中一直滿足(1-1)式，那幺仍稱環路處於同步狀態。由上可知，在輸入固定頻率信號的條件之下，環路進入同步狀態後，輸出信號與輸入信號之間頻差等於零，相差等於常數，即

常數
這種狀態就稱為鎖定狀態。

鎖相環路的組成
鎖相環路為什幺能夠進入相位跟蹤，實現輸出與輸入信號的同步呢？因為它是一個相位的負反饋控制系統。這個負反饋控制系統是由鑒相器（PD）、環路濾波器（LF）和電壓控制振盪器（VCO）三個基本部件組成的，基本構成如圖：

實際應用中有各種形式的環路，但它們都是由這個基本環路演變而來的。下面逐個介紹基本部件在環路中的作用
鑒相器（PD） 是一個相位比較裝置，用來檢測輸入信號相位與反饋信號相位之間的相位差。輸出的誤差信號是相差的函數，即鑒相特性可以是多種多樣的，有正弦形特性、三角形特性、鋸齒形特性等等。常用的正弦鑒相器可用模擬相乘器與低通濾波器的串接作為模型。
環路濾波器（LP） 具有低通特性，它可以起到圖中低通濾波器的作用，更重要的是它對環路參數調整起差決定性的作用。
壓控振盪器（VCO） 是一個電壓—―頻率變換裝置，在環中作為被控振盪器，它的振盪頻率應隨輸入控制電壓 線性地變化。實際應用中的壓控振盪器的控制特性只有有限的線性控制范圍，超出這個范圍之後控制靈敏度將會下降。
壓控振盪器應是一個具有線性控制特性的調頻振盪器，對它的基本要求是：頻率穩定度好（包括長期穩定度與短期穩定度）；控制靈敏度 要高；控制特性的線性度要好；線性區域要寬等等。這些要求之間往往是矛盾的，設計中要折衷考慮。
壓控振盪器電路的形式很多，常用的有 壓控振盪器、晶體壓控振盪器、負阻壓控振盪器和 壓控振盪器等幾種。前兩種振盪器的頻率控制都是用變容管來實現的。由於變容二極體結電容與控制電壓之間具有非線性的關系，所以壓控振盪器的控制特性肯定也是非線性的。為了改善壓控特性的線性性能，在電路上採取一些措施，如與線性電容串接或並接，以背對背或面對面方式連接等等。在有的應用場合，如頻率合成器等，要求壓控振盪器的開環雜訊盡可能低，在這種情況下，設計電路時應注意提高有載品質因素和適當增加振盪器激勵功率，降低激勵級的內阻和振盪管的雜訊系數。
二. 環路的性能
環路的基本性能
如上所述，環路有兩種基本狀態。
其一是捕獲過程。評價捕獲過程性能有兩個主要指標。一個是環路的捕獲帶 ,即環路能通過捕獲過程而進入同步狀態所允許的最大固有頻差 。若 ，環路就不能通過捕獲進入同步狀態。故

另一個指標是捕獲時間 ，它是環路由起始時刻到進入同步狀態的時刻之間的時間間隔，捕獲時間 的大小除決定於環路參數之外，還與起始狀態有關。一般情況下輸入起始頻差越大， 就越大，通常以起始頻差等於 ，來計算最大捕獲時間，並把它作為環路的性能指標之一。
環路的另一個基本工作狀態是同步。環路鎖定之後穩態頻差.等於零。穩態相差通常總是存在的。它是一個固定值，反映了環路跟蹤的精度，是一重要的指標。此外，已經鎖定的鎖相環路，若再改變其固有頻差 ，穩態相差會隨之改變。當固有頻差 增大到某一值時，環路將不能維持鎖定。這個鎖相環路能夠保持鎖定狀態所允許的最大固有頻差稱為環路的同步帶，也是環路的一個重要參數。
上面提到的幾項指標是對環路最基本的性能要求。鎖相環路作為一個控制系統，要全面衡量它的性能尚有一系列的指標，諸如穩定性、響應速度、對干擾和雜訊的過濾能力等等。

環路的跟蹤性能
實際的鎖相環路在鎖定狀態之下的穩態相差通常是比較小的。鎖定之後，若輸入信號的相位 發生變化,被控振盪器的輸出相位 將進行跟蹤，在此過程中環路相差 是變化的。假如在整個跟蹤過程中，環路相差 始終比較小。這種可以將環路近似為線性系統來進行分析的跟蹤過程稱為線性跟蹤。應該注意，線性跟蹤是在環路的同步狀態下進行的，這是鎖相環路正常工作時最常見的情況，工程上有實用價值，應引起我們的重視。
當環路處於鎖定狀態時，輸出頻率與輸入頻率相同，兩者之間只有一穩態相差。在此條件下，若輸入信號發性相位或頻率的變化（干擾或調制所引起的），通過環路自身的控製作用，環路輸出信號，也即壓控振盪器的振盪頻率和相位，會跟蹤輸入信號的變化。如果是理想的跟蹤，輸出信號的頻率和相位應時時與輸入信號相同。其實不然，環路需有一個跟蹤過程。首先，出現過程，有暫態相位誤差，其次在到達穩定狀態後，據輸入信號形式的不同，有不同的相位誤差。上述由於輸入信號變化而引起的暫態相位誤差和穩態相位誤差的大小，是衡量環路線性跟蹤性能好壞的重要標志。它們不僅與環路本身的參數有關，還與輸入信號的變化形式有關。
根據分析可知，
對於同一種環路來說，輸入信號變化越快，跟蹤信能就越差。
同一信號加入不同的鎖相環路，其穩態相差是不同的。
事實上，決定環路穩態跟蹤相差的不是環路開環傳遞函數總極點的個數------「階」，而是在原點處的極點個數------「型」。

環路雜訊性能
鎖相環路無論工作在哪種應用場合，都不可避免地受到雜訊和干擾的作用。雜訊和干擾的來源主要有兩類：一類是與信號一起進入環路的輸入雜訊與諧波干擾。輸入雜訊包括信號源或信道產生的白高斯雜訊、環路作載波提取用時信號調制形成的調制雜訊，另一類是環路部件產生的內部雜訊與諧波干擾，以及壓控振盪器控制端感應的寄生干擾等，其中壓控振盪器內部的雜訊是主要的雜訊源。
雜訊與干擾的作用必然會增加環路捕獲的困難，降低跟蹤性能，是環路輸出相位產生隨機的抖動。若環路用作頻率合成信號源與微波固態信號源，則輸出頻譜不純，短期頻率穩定度變差；若環路用作數據機，則輸出信噪比下降，較強的干擾與雜訊還會使環路發生跳周和失鎖的概率加大，以致出現門限效應。

環路捕獲性能
捕獲概念 在開機、換頻、和由開環到閉環，一開始環路總是失鎖的，因此環路需經由失鎖進入鎖定的過程。通常把使環路進入鎖定的過程稱為捕獲。
在我們應用的鎖相環中，存在相位捕獲和頻率捕獲兩個捕獲過程。
自捕獲和輔助捕獲 如果環路依靠自己的控制能力達到捕獲鎖定，稱這種捕獲過程為自捕獲。若環路藉助於輔助電路才能實現捕獲鎖定，則稱這種捕獲過程為輔助捕獲。
在固定頻率輸入下，視固有頻差 的大小，二階環路有產生穩定的差拍狀態和進入鎖定兩種可能性。保證環路必然進入鎖定的最大固有頻差值，稱為捕獲帶。由於二階環的捕獲過程包含頻率捕獲和相位捕獲兩個過程，通常又把保證環路只有相位捕獲一個過程的最大固有頻差值，稱為快捕帶。頻率捕獲所需的時間，稱為頻率捕獲時間（或頻率牽引時間）。相位捕獲所需要的時間稱為快捕時間（或相位捕獲時間）。通常頻率捕獲時間總是遠大於相位捕獲時間的，所以一般所說的捕獲時間，就是指頻率捕獲時間，而不考慮相位捕獲時間的影響。
依靠環路的自身捕獲，捕獲時間長，捕獲帶窄，另外還可能出現延滯、假鎖等不能可靠捕獲的現象。因此研究各種有效的輔助捕獲方法，是十分必要的。
為改善環路捕獲性能，總希望捕獲帶越寬越好，捕獲時間越短越好。為了加大環路的捕獲帶，應提高環路的增益K或者增加濾波器的帶寬。為縮短環路的捕獲時間，除用與前者相同的措施以外，還可設法減小作用到環路上的起始頻差。但是加大環路增益或濾波器帶寬往往是與提高環路的跟蹤性能和濾波性能的要求相矛盾的。一般在設計還路時，總是優先考慮環路的跟蹤性能和濾波性能，而對捕獲性能的要求，則採用一些輔助捕獲的方法來得到滿足。此外，為了有效地克服延滯與假鎖，在環路中也往往要求加入輔助捕獲裝置。
主要介紹輔助頻率捕獲方法：
它的基本出發點是：（1）減小作用到環路上的起始頻差使之快速落入快捕帶內，達到快速鎖定。屬於這方面的有人工電調、輔助掃描、輔助鑒頻和鑒頻鑒相等幾種方法；（2）使用兩種不同的環路帶寬和增益，捕獲時使環路具有較大的帶寬和增益，鎖定以後是環路帶寬或增益減小。這就是所謂的變帶寬和變增益法。

三.電路實解
（一）．鑒相器
鑒相器是鎖相環路的關鍵部件。在頻率合成器中所採用的鑒相器主要有正弦波相位檢波器與脈沖取樣保持相位比較器兩種。
1) 正弦波相位檢波器這種鑒相器實際上是一個平衡混頻器,它的原理圖如下:
但是它是一種要求平衡度比較高的檢波電路,平衡對稱性很重要。它容易形成紋波輸出,這對數字鎖相環路特別有害,因為它將使鎖相環路輸出混有雜散信號所以數字式頻率合成器常採用下面的脈沖抽樣保持鑒相器。
2) 脈沖抽樣保持相位比較器
下圖為這種相位比較器的基本方框圖:

它有以下兩個優點:
(1) 輸出紋波電壓小。
(2) 相位比較可在360°范圍內進行。
首先將參考標准頻率 和VCO的頻率 的電壓都形成脈沖。頻率為 的脈沖用來控制一個開關電路,使電容 產生周期性的充、放電，形成如下圖（a）的鋸齒形波電壓：
電 (a) 處產生的鋸齒波電壓（頻率= ）
壓

t
電 （b）抽樣脈沖（頻率= ）
壓 t
(c) 誤差信號
電
壓
t
由於 ，顯然，抽樣脈沖周期 與鋸齒波電壓的周期 是相等的。抽樣脈沖的作用是控制抽樣開關，使它在脈沖存在時接通，因而記憶電容 上所獲得的電壓即等於這一瞬間的鋸齒波電壓 。當抽樣脈沖為零時，抽樣開關斷路， 上既保持原充電電壓 ，如圖（c）所示。如果VCO頻率略有變化（亦即失步時），即相當於抽樣脈沖在中心位置略有擺動，這就引起誤差電壓值 的變化，從而控制VCO的頻率，使之恢復到准確的數值（即恢復同步）。 最大的變動范圍可從 到 ，相當於抽樣脈沖位置變動360°。實際上，鋸齒波電壓不是如圖(a)的理想情況（ 的放電時間等於零），而是有一定的放電時間的，因而鎖相范圍小於360°。
（二）．電荷泵(Charge Pump)
如下圖所示電荷泵(Charge Pump)示意圖：
電荷泵的的作用主要是：給鎖相環路提供理想恆定的電流源，保持良好的線性關系，使得頻率范圍易於控制。圖中電容Cp的作用主要是降低雜訊干擾。增加R2主要是保證電荷泵的穩定性。
（三）．低通濾波器
下圖是低通濾波器示意圖：

圖中C4這一階的作用是進一步降低電荷泵的相位雜訊。Cp是保證瞬時特性，使得環路更好得跟蹤輸入頻率的變化。
對VCO的要求：具有高的頻譜精度；電壓頻率具有線性傳輸特性；頻率穩定；低功耗。
（四）．閉環傳輸函數的計算（ADI SIM PLL 軟體）

環路濾波器參數的設置
ADI Sim PLL V3.0使應用工程師從繁雜的數學計算中解脫出來。我們只要輸入設置環路濾波器的幾個關鍵參數，ADI Sim PLL就可以自動計算出我們所需要的濾波器元器件的數值。這些參數包括，鑒相頻率PFD，電荷泵電流Icp，環路帶寬BW，相位裕度，VCO控制靈敏度Kv，濾波器的形式（有源還是無源，階數）。計算出的結果往往不是我們在市面上能夠買到的元器件數值，只要選擇一個最接近元器件的就可以。
通常環路的帶寬設置為鑒相頻率的1/10或者1/20。
相位裕度設置為45度。
濾波器優先選擇無源濾波器。
濾波器開環增益和閉環增益以及相位雜訊圖之間的關系。閉環增益的轉折頻率就是環路帶寬。相位雜訊圖上，該點對應於相位雜訊曲線的轉折頻率。如果設計的鎖相環雜訊太大，就會出現頻譜分析儀上看到的轉折頻率大於所設定的環路帶寬。
不同的廠家會提供不同的計算方法，下邊是一個經驗計算式。
三階：F1(s)= ( 1+C2R2)/s(C2R2Cps+C2Cp)
四階：F(s)= F1/(1+C4R4s)
設Kv為VCO的增益，Kp為鑒相器的增益，α,β均取經驗值3-4。可由下式計算：
ωc=KvKp/N.(R2C2)/(C2+Cp) 又Cp<<C2,
R2=Nωc/KvCv, C2=α/R2ωc,Cp=1/βR2ωc.
（五）．下圖為鎖相環路的分頻

（六）．LBW及雜訊計算
LBW是鎖相環的的開環帶寬，一般來講，它是進入鑒相器參考頻率的十分之一。由上圖可知，13MHz除頻後為200KHz,GSM的LBW為20KHz,鎖相時間小於577µs.

雜訊計算如下圖：
ΦNR ΦNθ ΦNV

ΦNr是參考信號的雜訊，φNθ是鑒相器帶來的雜訊，φNv是VCO帶來的雜訊
φ=KvF(s)( φNr+φNθ)/ s(1+KvF(s)/Ns) + φNθ/(1+KvF(s)/Ns)
= G(z)(φNr+φNθ) + Gr(z)φNθ
G(z)是低通傳輸函數，Gr(z)是高通傳輸函數。

⑶ 給個鎖相環跟蹤的電路圖

可以 不過有頻率限制的 看你要多少頻率的才能推薦啊 常用的鎖相環有國半的233x，TB31232,MCD2926,mcd8825 加 我 行 努力

⑷ 我做鎖相環的調頻模擬電路，用multisim10進行模擬，電路圖搜正確了，可是模擬出來的波形跟我下載下來的不

弱弱的問一下，這個在哪裡找到的？？

⑸ 同步設備之間的鎖相怎麼接線

同步設備之間的鎖相怎麼接線？UPS電源一般有三個級別的保護，1是市電正常的時候，它穩壓穩頻。2是市電中斷或嚴重不穩時，由電池供電。3是電池放光電後旁路還有正常的電力供應時，它就轉到旁路去供電。還有一種情況是UPS自身的逆變器出現故障或逆變器過載時，它會自動轉到旁路去供電。也就是說旁路供電是UPS的最後一道保護，為了能夠在這種時候安全的轉到旁路供電而對後端的設備不造成影響，就要求UPS平時的輸出的頻率要與旁路供電的頻率同步，這就是鎖相，具體的原理是UPS內部有兩個電路，一個是從旁路采樣的，另一個是自身震盪出來的標准正弦波，UPS按照標準的正弦波逆變，但是頻率隨旁路的頻率變化而變化，但是為了保護後端負載，UPS都有一個同步的范圍，一般是正負3HZ，超出這個范圍或是旁路沒電了，UPS就只按本機內部的標准輸出 了。
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UPS的一級鎖相和二級鎖相什麼意思
准確地說，應該是 一級鎖相環和二級鎖相環吧。 ------------------------------------------- 本文介紹一種基於TT公司製造的TMS320C240DSP控制器構成的大功率並聯型UPS同步控制方案。與電網的同步、並聯系統中各台UPS間的同步，成為並聯UPS系統控制的關鍵。UPS並聯系統中的核心部分是精度很高的鎖相環，模擬鎖相環是一門成熟的技術，以其獨特的優良性能在許多領域得到了廣泛的應用。但隨著數字技術的發展，UPS的全數字化控制是大勢所趨，因此，鎖相環也逐漸過渡為數字化，數字DSP控制鎖相環相對於模擬鎖相環實現起來更方便，同時用軟體代替硬體實現，還可以結合系統的其他功能統一設計，節省成本。 1TMS320C240DSP控制器介紹 TMS320C240是美國TI公司專為數字電機控制運用而推出的一種16位定點運算的DSP，為控制系統應用提供了一種理想的解決方案。它具有以下的主要組成部分：3個通用定時器，可輸出3路比較/PWM脈沖，3個全比較單元，可輸出3對帶死區控制的比較/PWM脈沖，3個單比較單元，可輸出3路比較/PWM脈沖，4個捕獲引腳CAP，用於高速I/O管理;兩組各8路10位10μs的A/D轉換器，看門狗定時器和定時中斷定時器;片內ROM或Flash存儲器等。 2並聯系統UPS的同步控制方案 2.1UPS的鎖相控制原理 市電電壓波形及UPS輸出電壓波形都是正弦波。設UPS逆變電壓的頻率為f,而市電電壓的頻率為f1，市電電壓波形的瞬時值可表示為 μ1=Um1sinω1t=Um1sin2πf1t UPS逆變輸出電壓波形的瞬時值可表示為 μ=Umsin(ωt±θ)=Umsin(2πf1t±θ) 其中+θ為UPS輸出波形超前於市電波形的相位角;-θ為UPS輸出波形滯後於市電波形的相位角。 要實現UPS與市電的同步必須要求:f=f1，θ=0，關鍵在於如何實現2πf1t=2πft±θ，只能通過改變f 使得θ逐步減小，最終θ=0，f=f1，當UPS輸出波形超前於市電波形時，則要求該UPS輸出電壓的頻率 降低，即 f=f1-θ/2πt 當UPS輸出電壓波形滯後於市電波形時，則要求UPS輸出電壓的頻率升高，即 f=f1+θ/2πt 2.2並聯UPS系統同步鎖相的實現 並聯系統UPS在市電與逆變切換時，若在切換的瞬間二者的輸出波形不一致，會造成供電的中斷，另一方面也可能會因兩個電壓源之間的環流過大而損壞UPS。為確保UPS系統市電與逆變在切換時不存在環流，需保證市電波形與逆變波形保持相位接近。因此需要一種裝置用來檢測市電的相位變化，並用於控制逆變器輸出電壓的相位和頻率，使逆變器與市電保持同步運行。 對於並聯系統UPS的鎖相可採用兩級鎖相結構。其中，一級鎖相環又稱外同步，是指並聯系統各UPS跟蹤市電相位和頻率並進行相互間的相位同步控制，即實現UPS與旁路市電的同步，二級鎖相環又稱內同步，是指基於各台UPS輸出電壓的頻率及相位跟蹤和同步控制，使其實現各台UPS間的同步。兩級鎖相環都採用了PI調節器，其中，內同步速度較快，精度很高(=10us以內)，使其確保了UPS之間的並聯環流達到最小。外同步的PI調節器速度較慢，使其確保了旁路和逆變器之間的平滑切換。每級鎖相環包括相位誤差檢測、調節器的調節。以下分別介紹各級鎖相環是如何實現的。 (1)外同步 兩台UPS的輸入即市電經比較器電路整形為方波，經過同步母線綜合後，將該方波信號送到每台UPS的DSP捕獲牢元CAPI引腳，設置上升沿或下降沿捕獲，則在方波信號發生相應跳變時迸人捕獲1中斷讀取計數器T2CNT的值作為PI調節器的反饋信號，通過與設定值相比較即可得出相位差，再經PI調節器的運算形成調節量，用於改變T2PR的值，從而使逆變輸出跟蹤市電基準。 (2)內同步 T2計數器作為UPS正弦輸出的相位和頻率基準，為保證所有UPS之間的同步，所有UPS都利用T2CNT發生一個方波，方波經同步母線綜合後，送到所有UPS的CAP2埠，在方波信號發生相應跳變時進入捕獲2中斷中對T2CNT清零，保證內同步的給定是同步的。 在正弦中點時對應的中斷中讀取T2CNT值作為反饋量，與T2PR/2相比較，再經PI調節器運算後得到的調節量用於改變TIPR的值，使逆變輸出正弦波和T2計數器同步，從而逆變輸出保持同步。
1贊·227瀏覽2018-09-27
UPS電源內部電路需要鎖相環電路么？
下面幾個兄弟的答案合起來就更好了，呵呵，離線式UPS不需要，在線式UPS需要。 在線式UPS除了逆變輸出頻率要鎖旁路頻率以外（這是為了保證UPS由市電逆變狀態轉入旁路狀態，或者旁路狀態轉到市電逆變狀態時相位保持一致）以外，當UPS並機過程中的幾台機器輸入源為不同相位和頻率的電網時，往往還需要指定主機，以確保從機的市電逆變輸出的電壓頻率和相位對主機進行鎖定。 這里被鎖相的源頭不需要是准確的50或者60Hz,我國泰爾認證的要求是頻率變化范圍為正負4%，對應到50Hz系統就是正負2Hz
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ups如何做到與世界同步
UPS電源一般有三個級別的保護，1是市電正常的時候，它穩壓穩頻。2是市電中斷或嚴重不穩時，由電池供電。3是電池放光電後旁路還有正常的電力供應時，它就轉到旁路去供電。還有一種情況是UPS自身的逆變器出現故障或逆變器過載時，它會自動轉到旁路去供電。也就是說旁路供電是UPS的最後一道保護，為了能夠在這種時候安全的轉到旁路供電而對後端的設備不造成影響，就要求UPS平時的輸出的頻率要與旁路供電的頻率同步，這就是鎖相，具體的原理是UPS內部有兩個電路，一個是從旁路采樣的，另一個是自身震盪出來的標准正弦波，UPS按照標準的正弦波逆變，但是頻率隨旁路的頻率變化而變化，但是為了保護後端負載，UPS都有一個同步的范圍，一般是正負3HZ，超出這個范圍或是旁路沒電了，UPS就只按本機內部的標准輸出 了。
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簡述UPS的工作原理
、UPS及其工作原理簡介 UPS是英文Uninterruptible Power Supply的縮寫，意為「不間斷供電電源」，是一種含有儲能裝置（常見的是蓄電池），以逆變器為主要組成部分的恆壓恆頻的不間斷電源，它可以解決現有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現象，使計算機系統運行更加安全可靠。現在已經被廣泛應用計算機、交通、銀行、證券、通信、醫療、工業控制等行業，並且正在迅速地走入家庭。 下面，讓我們先簡單地了解一下UPS的工作原理。 當我們沒有使用UPS的時候，PC機、列印機等終端設備是直接接入市電使用的，用了UPS，就將PC機、列印機等終端設備接到UPS上使用，而UPS再接入市電。當市電輸入正常時，UPS將市電穩壓後供應給終端設備(相對於UPS而言，我們將這些終端設備稱為負載)使用，此時的UPS就是一台交流市電穩壓器，同時它還向自己的內置電池充電；當市電中斷(例如停電)時, UPS 立即將內置電池的電能，通過逆變轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作並保護負載的軟、硬體系統不受損壞。 二、市電對家用PC機及其終端設備的影響 如果我們的PC機、計算機網路等設備不使用UPS，又會受到哪些影響呢？不少人都有一個常見的錯誤概念，認為我們使用的市電，除了偶爾發生的停電事故外，都是連續而且恆定的。其實不然。市電系統作為公共電網，上面連接了成千上萬各種各樣的負載，其中一些較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網中獲得電能，還會反過來對電網本身造成影響，惡化電網或局部電網的供電品質，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外，意外的自然和人為事故，如雷擊、輸變電系統斷路或短路、電源插頭地錯誤拔插等，都會危害電力的正常供應，從而影響負載的正常工作。尤其需要特別指出的是，PC機、網路設備、通信系統、醫療設備等都屬於非常精密的電子設備，對它們的影響表現得尤為突出。 對於PC機來說，顯示器及主機工作都需要正常的電力供應。尤其是內存，對電源的要求更高，它是一種依賴電能的存儲設備，需要不斷的刷新動作來保持存儲內容，一旦斷電，所保存的內容立即消失。如果非正常斷電，導致內存中的信息來不及保存到硬碟等存儲設備上，就會造成信息因完全丟失或變得不完整而失去價值，從而浪費大量的工作精力和時間；而象UNIX、Linux這樣的操作系統（現在不少的電腦愛好者使用這種操作系統），如果不正常關機，內存中的系統信息沒有回寫到硬碟上，還可能造成系統崩潰，無法再次啟動；此外，電腦中的硬碟，雖然應用的是磁存儲介質，不會因斷電而損失信息，但突然的電力故障會使正在進行讀寫工作的硬碟物理磁頭損壞，或者系統文件在維護文件系統時，造成文件分配表錯誤，從而使硬碟產生壞道，嚴重的，甚至還會造成整個硬碟的報廢；另外，現在的操作系統大都能設置虛擬內存，由於突然的斷電，使系統來不及取消虛擬內存，從而造成硬碟中的「信息碎片」，不僅浪費了硬碟存儲空間，還會導致機器運行緩慢；電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器燒毀。而電壓尖脈沖和暫態過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進入主機板，影響機器的正常工作，甚至燒毀主機線路。 一般情況下，標准正弦波（220V，50Hz）是一種理想狀態，但實際情況下，根據電力專家的測試，電網中經常發生並且對計算機或精密儀器產生干擾或造成損壞的情況主要有以下幾種：電涌、高壓尖脈沖、暫態過電壓、電壓下陷、電線雜訊、頻率漂移、持續低電壓、市電中斷等。 1. 電涌（Power Surges）：指輸出電壓有效值高於額定值110％，而且持續時間達一個或數個周期。電涌主要是由於在電網上連接的大型電氣設備關機時（例如常見的家用空調關機時），電網因突然卸載而產生的高壓（我們都會有這樣的切身體會：在晚上6:00至9:00左右的時間段，是用電的高峰期，市電電壓普遍偏低，家裡的照明燈比較暗，過了用電高峰期，比如說在晚上10:00左右，你會發現家裡的照明燈突然一閃，並且亮了很多，這就是我們在日常生活中最常見到的一種電涌現象）。 2. 高壓尖脈沖（High Voltage Spikes）：指峰值達6000v，持續時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要由於雷擊、電弧放電、靜態放電或大型電氣設備的開關操作而產生。 3. 暫態過電壓（Switching Transients）：指峰值電壓高達 20000V，但持續時間界於百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似於高壓尖脈沖，只是在解決方法上會有區別。 4. 電壓下陷(Power Sags)：指市電電壓有效值介於額定值的80％至85％之間的低壓狀態，並且持續時間達一個到數個周期。大型設備開機，大型電動機啟動，或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。 5. 電線雜訊（Electrical Line Noise）：系指射頻干擾(RFI)和電磁干擾（EFI）以及其它各種高頻干擾。馬達的運行、繼電器的動作、馬達控制器的工作、廣播發射、微波輻射、以及電氣風暴等，都會引起線雜訊干擾。 6. 頻率偏移（Frequency Variation）：系指市電頻率的變化超過3Hz以上。這主要由應急發電機的不穩定運行，或由頻率不穩定的電源供電所致。 7. 持續低電壓（Brownout）：指市電電壓有效值低於額定值，並且持續較長時間。其產生原因包括：大型設備啟動和應用、主電力線切換、啟動大型電動機、線路過載（我們國家的很多地區存在這個問題）。 8. 市電中斷(Power Fail)：即我們通常遇到的停電。其產生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應中斷、電網故障。 三. UPS的分類 UPS已從60 年代的旋轉發電機發展至今天的具有智能化程度的靜止式全電子化電路，並且還在繼續發展。目前，UPS一般均指靜止式UPS，按其工作方式分類可分為後備式、在線互動式及在線式三大類。 1. 後備式UPS：在市電正常時直接由市電向負載供電，當市電超出其工作范圍或停電時，通過轉換開關轉為電池逆變供電。其特點是：結構簡單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩定精度差，有切換時間，且輸出波形一般為方波。原理圖如下： 2. 在線互動式UPS：在市電正常時直接由市電向負載供電，當市電偏低或偏高時，通過UPS內部穩壓線路穩壓後輸出，當市電異常或停電時，通過轉換開關轉為電池逆變供電。其特點是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點，但同樣存在切換時間，但和一般後備UPS相比，這種機型保護功能較強，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波。原理圖如下： 3. 在線式UPS在市電正常時，由市電進行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負載提供交流電，在市電異常時，逆變器由電池提供能量，逆變器始終處於工作狀態，保證無間斷輸出。其特點是，有極寬的輸入電壓范圍，無切換時間且輸出電壓穩定精度高，特別適合對電源要求較高的場合，但是成本較高。目前，功率大於3KVA的UPS幾乎都是在線式UPS。原理圖如下： UPS按照輸出容量大小劃分為小容量3KVA以下，中小容量3KVA~10KVA，中大容量10KVA以上。 UPS按輸入/輸出方式可分為三類：單相輸入/單相輸出（簡稱單進單出）、三相輸入/單相輸出（簡稱三進單出）、三相輸入/三相輸出（簡稱三進三出）。 對於用戶來說，三相供電其市電配電和負載配電容易，每一相都承當一部分負載電流，因而中、大功率UPS多採用三相輸入/單相輸出或三相輸入/三相輸出的供電方式。 後備式UPS主要是用來給單台PC機提供電源保護，具有體積小、價格低、操作簡單的特點，非常適合家庭使用，所以，當你為家用電腦購買UPS時，請選購後備式的。 在線式UPS幾乎可以解決所有的常見電力問題，在有市電時，功能為穩壓和防止電力波動干擾，因為其功能較完善，所以其成本也隨著性能的增強而上升，價格較後備式UPS貴很多。在線式UPS主要用於對電源要求非常嚴格的一些計算機設備、醫療器械等，，一般與多個外置蓄電池串接使用以延長供電時間，多為單位配置。 智能型UPS是當今UPS的一大發展趨勢，隨著UPS在網路系統上應用，網路管理者強調整個網路系統為保護對象，希望整個網路系統在供電系統出現故障時，仍然可以繼續工作而不中斷。因此UPS內部配置微處理器使之智能化是UPS的新趨勢，UPS內部硬體與軟體的結合，大幅度提高了UPS的功能，可以監控UPS的運行工作狀態，如：UPS輸出電壓頻率，電網電壓頻率、電池狀態以及故障記錄等。還可以通過軟體對電池進行檢測、自動放電充電，以及遙控開關機等。網路管理者就可以根據信息資料分析供電質量，依據實際情況採取相應的措施。當UPS檢測出供電電網中斷時，UPS自動切換到電池供電，在電池供電能力不足時立即通知伺服器做關機的准備工作並在電池耗盡前自行關機。智能型UPS通過介面與計算機進行通訊，從而使網路管理員能夠監控UPS，因此其管理軟體的功能就顯得極其重要。 什麼是後備式UPS 平時處於蓄電池充電狀態，在停電時逆變器緊急切換到工作狀態，並將電池提供的直流電轉變為穩定的交流電輸出，後備式UPS也被稱為離線式UPS。 後備式UPS存在2至10毫秒的時間切換，不適合於關鍵性供電場所。此外，後備式UPS一般只能持續供電幾分鍾到十幾分鍾。 後備式UPS電源的優點是：運行效率高、噪音低、價格相對便宜，主要適用於市電波動不大，對供電質量要求不高的場合。 什麼是在線式UPS 在線式UPS：在線式UPS在工作時，首先將市電轉化為直流電給UPS電池充電，同時逆變器（見提示）將此直流電逆變為交流電為負載供電，由於市電經過了交流到直流、再到交流的轉換過程，所以市電中原有的干擾和脈沖電壓成分已經過濾得非常干凈，因此，由在線式UPS逆變出來的電壓很穩定。由於逆變電路始終在工作，所以當停電時，UPS能馬上將其存儲的電能通過逆變器轉化為交流電對負載進行供電，從而達到了輸出電壓零中斷的切換目標。雙變換也是指UPS的輸出電壓經過了兩次交直流的互相轉換過程。而高頻則表示UPS內部工作在高頻環境下。高頻UPS的好處是體積小，重量輕，工作效率高，其壞處是抗過載抗沖擊能力差。 什麼是在線互動式UPS 在線互動式UPS：這是一種智能化的UPS，所謂在線互動式UPS，是指在輸入市電正常時，UPS的逆變器處於反向工作（即整流工作狀態），給電池組充電；在市電異常時逆變器立刻轉為逆變工作狀態，將電池組電能轉換為交流電輸出，因此在線互動式UPS也有轉換時間。同後備式UPS相比，在線互動式UPS的保護功能較強，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，而其最大的優點是具有較強的軟體功能，可以方便地上網，進行UPS的遠程式控制制和智能化管理。可自動偵測外部輸入電壓是否處於正常范圍之內，如有偏差可由穩壓電路升壓或降壓，提供比較穩定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數據介面（如RS-232串口）進行數據通訊，通過監控軟體，用戶可直接從電腦屏幕上監控電源及UPS狀況，簡化、方便管理工作，並可提高計算機系統的可靠性。這種UPS集中了後備式UPS效率高和在線式UPS供電質量高的優點，但其穩頻特性能不是十分理想，不適合做常延時的UPS電源。
58贊·5,017瀏覽2017-09-24
UPS電源工作原理
UPS不間斷電源立即轉入電池逆變狀態;為防止市電來回切換，只有當市電恢復到170～270V時, UPS才轉入市電逆變狀態。市電頻率的偵測與控制偵測市電頻率的目的是作為逆變鎖相的依據,通過調整逆變的過零點調整逆變相位,使在市電狀態下的逆變輸出與市電輸入基本同頻率、同相位。市電開機時,UPS偵測輸入市電的頻率作為逆變輸出的頻率;電池狀態下開機時,逆變輸出的頻率以上次輸出的頻率來設定。 當市電正常時,執行鎖相,逆變頻率先追市電頻率,頻率相同後再追蹤相位,通過變動逆變頻率完成逆變和市電同相位。鎖相後,逆變和市電的相位差小於3度,頻率誤差小於0.01Hz。當市電頻率超出47～53Hz范圍時,UPS不執行鎖相,立即轉入電池逆變狀態,只有當市電頻率回復到48～52Hz時,UPS再執行鎖相,並轉入市電逆變狀態。 三角波發生器CPU送出的38.4kHz方波,經由運算放大器組成的二分頻電路後,變成19.2kHz的方波,再經積分器積分成三角波。標准正弦波發生器CPU送出以128點平均分割的模仿正弦波,經過二階低通濾波器濾波後,生成標准正弦波。PWM信號標准正弦波與逆變輸出電壓的正弦波反饋信號進行比較，其結果被三角波切割，生成PWM信號。逆變電壓調整CPU每16ms讀取一次逆變電壓值,並與設定的電壓值進行比較,當差值高於10V時,CPU立即調整標准正弦波,從而調整PWM信號,使輸出電壓相應加減5V,以縮小差值;當差值低於10V時,CPU累積差值,當累積值達到30V時,CPU調整標准正弦波,使輸出電壓相應加減2V。 CPU的A/D讀取CPU每半周期讀一次電池電壓、正負BUS電壓和機內溫度,每隔8個標准正弦波點讀一次市電電壓、逆變電壓和逆變電流(在每個周期開始,CPU變更讀點的初始位置,使每隔8個標准正弦波點讀一次,通過128個點的A/D讀取達到掃描效果,讀取值存入RAM內)。
8贊·30,156瀏覽2019-09-22
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⑹ 鎖相環工作原理

鎖相環的工作原理：
1.壓控振盪器的輸出經過採集並分頻；
2.和基準信號同時輸入鑒相器；
3.鑒相器通過比較上述兩個信號的頻率差，然後輸出一個直流脈沖電壓；
4.控制VCO，使它的頻率改變；
5.這樣經過一個很短的時間，VCO的輸出就會穩定於某一期望值。
鎖相環可用來實現輸出和輸入兩個信號之間的相位同步。當沒有基準（參考）輸入信號時，環路濾波器的輸出為零（或為某一固定值）。這時，壓控振盪器按其固有頻率fv進行自由振盪。當有頻率為fR的參考信號輸入時，uR和uv同時加到鑒相器進行鑒相。如果fR和fv相差不大，鑒相器對uR和uv進行鑒相的結果，輸出一個與uR和uv的相位差成正比的誤差電壓ud，再經過環路濾波器濾去ud中的高頻成分，輸出一個控制電壓uc，uc將使壓控振盪器的頻率fv（和相位）發生變化，朝著參考輸入信號的頻率靠攏，最後使fv=fR，環路鎖定。環路一旦進入鎖定狀態後，壓控振盪器的輸出信號與環路的輸入信號（參考信號）之間只有一個固定的穩態相位差，而沒有頻差存在。這時就稱環路已被鎖定。

⑺ 各位大神來幫忙啊！檢測微弱信號的鎖相放大器怎麼做求方法 電路圖啊！

這是曾經微弱信號檢測方面做過的一道題，我無法給樓主電路圖，因為早就搞沒了，我能給樓主提供如下基本原理和信息，希望對你有幫助：
1.鎖定放大器的本質。鎖定放大器實際上是從微弱信號中檢測一個單頻（或極窄頻）的相位和幅度的。說的干凈利索點，鎖定放大器就是一個單點的傅里葉變換。原理是產生一對正交的正弦信號，與輸入信號相乘並積分，兩路積分結果的幅度的2范數為輸入信號的幅度，兩路信號的幅度arctan可以算出這個信號在兩個正交軸上的相位。
2.上面的是最最簡單和基本的鎖定放大器原理。實際上從理論上證明，如果兩路正交信號是方波，那麼可以得到更好的結果，從中國知網上可以搜到一大堆結果。另外，已經有了專門的用於鎖定放大器的晶元，AD630（注意，不是AD603），非常好用，而且價格不貴，建議樓主嘗試。
3.所謂的鎖定放大器，不過就是模擬單點傅里葉變換而已，如果樓主有AD，甚至可以採用純數字的方法實現整套系統，非常簡單。歡迎樓主繼續追問，祝樓主好運。

⑻ 鎖相環是如何應用到超聲波電源電路里去的要電路圖呀方框圖看不懂！

鎖相環集成電路很多，網路搜搜就有了，要穩定，鎖相環是你的第一選擇

⑼ 鎖相環電路的工作原理

使用鎖相環就來是想讓壓控振盪器源VCO輸出的頻率、相位和要求的頻率、相位一致。
VCO的輸出和標准信號同時輸入鎖相環晶元，如果頻率、相位不一致，就會有輸出，這個輸出經過低通濾波後才送給VCO，使VCO頻率和相位和標准信號一致。
鎖相環就象一個閉環系統，如果在范圍內就能保證無差。

這是我的理解。

⑽ 畫出數字式分頻鎖相環原理結構原理框圖，試述各部分功能。

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