王东虎

（湖北广兴通信科技有限公司，湖北 荆州 434007）

0 引言

在现代的无线通信设备中，锁相环电路是很重要的组成部分。如何设计好高速、稳定的锁相环电路是很多无线通信研发人员面临的一个重要课题。锁相环中的鉴相和分频器均有集成芯片，压控振荡器也可订做，而环路滤波器必须要经过仿真或设计计算。本文将探讨2种快速锁相的三阶无源环路的滤波器的设计和3种环路锁定时间的检测手段。

1 锁相环电路的组成及环路滤波器的作用

1.1 锁相环电路的组成

图1所示为基本的锁相环电路的组成。由参考时钟、控制电路、集成锁相芯片和环路滤波器、压控振荡器 （简称VCO）、衰减匹配网络、振荡反馈电路和驱动放大电路共同组成。其中环路滤波器的作用在锁相环电路中尤为突出。

图1 基本的锁相环电路的组成

1.2 环路滤波器的作用

环路滤波器可滤除鉴相器输出的误差电压和噪声，它将鉴相器输出的、含有纹波的直流信号平均化，并将此变换为交流成分少的、直流信号的低通滤波器。它除了滤出纹波外，还决定能否稳定地进行锁相环控制的传输特性。三阶环路滤波器比二阶能更好地滤除参考源的边带频率。在三阶无源环路滤波器的基础上，通过增加适当的硬件电路即可修改为快速锁相的环路滤波器。

2 三阶环路滤波的快速锁相设计方法

2.1 三阶环路滤波器设计参数对锁相速度的影响

在实际的现代通信设备的应用中，在频率波道切换时往往需要快速地锁定锁相环，特别是涉及到软件信令的沟通和传送，对锁相时间的要求就特别苛刻。……