分頻、倍頻與PLL電路在電路設(shè)計中的應用

一、分頻

分頻的過程涉及到將一個高頻信號轉(zhuǎn)換成頻率更低的信號。例如，如果原始信號的頻率是F，經(jīng)過2分頻后，新信號的頻率將是F/2。在這個過程中，原始信號每經(jīng)過兩個周期，新信號才跳變一次，因此新信號的周期是原信號周期的兩倍。分頻常用于需要降低時鐘頻率的電路中，如在某些數(shù)字電路設(shè)計中生成不同頻率的時鐘信號。

在RC電路中，電阻和電容的值可以決定一個振蕩器的頻率。通過改變電阻或電容的值，可以將振蕩器的頻率分成不同的頻率。而在數(shù)字分頻器中，輸入信號被分成不同的頻率分量，然后通過數(shù)字邏輯電路進行分頻處理。

二、倍頻

倍頻則是將信號的頻率增加至原來的N倍。這意味著，如果原始信號頻率為F，那么經(jīng)過2倍頻后，新信號的頻率將是2F。在實際應用中，倍頻器可以用于無線通信系統(tǒng)，以產(chǎn)生更高頻率的信號進行傳輸。

在LC振蕩器中，電感和電容的值可以決定一個振蕩器的頻率。通過改變電感或電容的值，可以將振蕩器的頻率乘以不同的倍數(shù)。而在數(shù)字倍頻器中，輸入信號被分成不同的頻率分量，然后通過數(shù)字邏輯電路進行倍頻處理。

三、鎖相環(huán)PLL電路

鎖相環(huán)（PLL）電路是一種反饋控制系統(tǒng)，它利用外部輸入的參考信號來控制內(nèi)部振蕩信號的頻率和相位。

鎖相環(huán)(PLL)電路存在于各種高頻應用中，從簡單的時鐘凈化電路到用于高性能無線電通信鏈路的本振(LO)，以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)中的超快開關(guān)頻率合成器。

鎖相環(huán)是一種反饋系統(tǒng)，其中電壓控制振蕩器和相位比較器相互連接，使得振蕩器頻率(相位)可以準確跟蹤施加的頻率或相位調(diào)制信號的頻率。鎖相環(huán)可用來從固定的低頻信號生成穩(wěn)定的輸出頻率信號。

鎖相環(huán)通常由鑒相器（PD,Phase Detector）、環(huán)路濾波器（LF,Loop Filter）和壓控振蕩器（VCO,Voltage Controlled Oscillator）三部分組成，鎖相環(huán)組成的原理框圖如圖8-4-1所示。