射频系统通过发射机和接收机实现射频信号的生成、传输和接收。其中，发射机用于信号的放大和调制，而接收机用于将信号馈送至混频电路，以供其进行变频和解调处理。振荡器为用于生成重复波形的电路，而且一般为带有正反馈的放大器电路。为了实现对波形重复速率的控制，振荡器采用电容器/电感器组合或电阻器/电容器组合进行选频。锁相环（PLL）为振荡器当中的重要一类，是无线电通信链路和测试设备中依赖于高质量的内部信号的重要组件。今天我们就来说说锁相环（PPL）。

一、工作原理

锁相环（PLL）用于本地振荡器（LO）电路和射频频率合成器，旨在保持精确的频率稳定性。本质上，锁相环（PLL）提供受控输出信号，该受控输出信号是参考信号的相位与反馈信号的相位的比较，并根据相位差生成控制电压，并将该控制电压“锁入”输出信号的相位中。

500 MHz 锁相振荡器，外部参考 10 MHz ，相位噪声 -110 dBc/Hz，SMA

锁相环（PLL）中的相位比较电路的输出控制信号用于调整可变振荡器的输入，从而将锁相环（PLL）输出的误差消除到精确的频率。这就是锁相这个名字的由来。当相位误差检测电路的稳态输出为零时，输出频率和相位被“锁定”到参考频率和相位。

二、组成元件

锁相环（PLL）由鉴相器、相位误差检测、滤波器、可变/压控振荡器（VCO）和频率计数器/反馈分频器组成。通过这种方式，较低频率的控制信号可以用作由压控振荡器（VCO）的能力所规定的较高频率输出的参考。其中，可变频率振荡器用于生成周期信号，而鉴相器用于通过将该周期信号的相位与输入周期信号的相位相比较而对所述振荡器进行调节，从而使得此两相位在反馈回路的作用下一直保持匹配。

锁相环既可以为模拟电路，也可以是数字电路，而且结构类似，均由以下四个基本元件构成：

1）相位比较器/鉴相器

对两个输入信号的相位进行鉴定和比较，并根据这两个信号的相位差生成电压

2）环路滤波器

对相位比较器的输出进行滤波，以滤除来自压控振荡器（VCO）线路的信号，并通过消除高频分量及上述相位差信号中的直流分量而提高锁相环稳定性

3）压控振荡器（VCO）

在相位比较器/鉴相器输出的相位差信号的控制下，生成输出射频信号

4）反馈路径

可包括分频器，用于将环路的工作频带与提供给鉴相器的输出信号频率相分离

三、应用

SPI锁相环频率合成器，1 GHz - 6.4 GHz,步进25 Hz，+15 dBm输出功率，100 MHz参考频率，+4.75 Vdc和SMA输出接口

锁相环广泛应用于稳定高频源的设备或系统，如无线通信收发器、雷达、卫星通信等。锁相环（PLL）在测试和测量设备中的常见用途是确保测试设备的频率发生器提供稳定和高精度的输出，例如矢量网络分析仪（VNA）和频率发生器/合成器。