第六讲-非线性放大电路课件

第六讲第六讲 非线性电路非线性电路l 电压比较器及应用l 峰值检测器l 集成函数发生器l 电压频率转换电路l 锁相环及应用内容提要内容提要运算放大器电路工作在线性区的条件运算放大器电路工作在线性区的条件 采用负反馈采用负反馈,使运算放大器工作在线性区使运算放大器工作在线性区 用线性元件实现反馈网络用线性元件实现反馈网络 使用高增益放大器时，采用正反馈，或者没有使用高增益放大器时，采用正反馈，或者没有任何反馈。电路的双稳态特性具有高度非线性，任何反馈。电路的双稳态特性具有高度非线性，是比较器和施密特触发器电路的基础。是比较器和施密特触发器电路的基础。采用非线性元件（如二极管、模拟开关）实现采用非线性元件（如二极管、模拟开关）实现反馈网络，如精密整流器、峰值检测器和采样保反馈网络，如精密整流器、峰值检测器和采样保持电路。持电路。利用利用BJTBJT器件可预测的指数特性，实现各种非线性器件可预测的指数特性，实现各种非线性传递函数，如对数放大器和模拟乘法器。传递函数，如对数放大器和模拟乘法器。运算放大器电路工作在非线性区运算放大器电路工作在非线性区理想运放的非线性工作区特性理想运放的非线性工作区特性理想运放工作在非线性理想运放工作在非线性 区时的电压传输特性区时的电压传输特性理想运放工作在非线性工作区的两个特点：理想运放工作在非线性工作区的两个特点：1.1.输出电压输出电压U UO O只可能为：只可能为：U UOM OM U UOMOM2.2.实实际际的的集集成成运运放放技技术术指指标标均均为为有有限限值值，理理想想化化必然带来分析误差，必然带来分析误差，在在一一般般的的工工程程计计算算中中，这这些些误误差差是是允允许许的的而而且且，随随着着新新型型运运放放的的不不断断出出现现，性性能能越越来来越越接近理理想，误差也就越来越小。接近理理想，误差也就越来越小。6.1 电压比较器及应用 电压比较器，是对输入信号进行鉴幅与电压比较器，是对输入信号进行鉴幅与比较的电路比较的电路，电压比较器可将模拟信号转换为二值信号，电压比较器可将模拟信号转换为二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号。即只有高电平和低电平两种状态的离散信号。因此，可用电压比较器作为模拟电路和数字因此，可用电压比较器作为模拟电路和数字电路的接口电路。电路的接口电路。处于开环状态处于开环状态引入正反馈引入正反馈电压比较器电路中的集成运放电压比较器电路中的集成运放集成运放的开环状态集成运放引入正反馈运放的非线性工作区运放的非线性工作区理想运放工作在非线性区时的电压传输特性理想运放工作在非线性区时的电压传输特性电压比较器的电压传输特性电压比较器的电压传输特性1.1.输出电压高电平和低电平的数值输出电压高电平和低电平的数值UOH和和 UOL 2.2.阈值电压的数值阈值电压的数值UT3.3.当当ui i变化且经过变化且经过UT时时uo的跃变方向的跃变方向从从UOH到到 UOL从从UOL到到UOH电压比较器的种类电压比较器的种类1.1.单限比较器单限比较器 2.2.滞回比较器滞回比较器 3.3.窗口比较器窗口比较器 只有一个阈值电压只有一个阈值电压 输入电压由小变大过程中输入电压由小变大过程中使输出电压使输出电压 跃变的阈值电跃变的阈值电压与输入电压由大变小过压与输入电压由大变小过程的阈值电压不同程的阈值电压不同电路有两个阈值电压电路有两个阈值电压电压比较器工作原理一一.单限比较器单限比较器 1.1.过零比较器过零比较器 UT0VUi0VUo=-UOM过零电压比较器及其电压传输特性过零电压比较器及其电压传输特性2.2.实际的过零比较器实际的过零比较器 输入级保护输入级保护 二极管限幅电路二极管限幅电路限制集成运放的限制集成运放的差模输入电压差模输入电压电压比较器输入级的保护电路电压比较器输入级的保护电路限流电阻限流电阻 电压比较器输出限幅电路电压比较器输出限幅电路输出端加稳压管限幅输出端加稳压管限幅电路，获得合适的电路，获得合适的UOL和和UOH限流电阻限流电阻 3.3.一般单限比较器一般单限比较器 一般单限比较器电路一般单限比较器电路一般单限比较器电压传输特性一般单限比较器电压传输特性1.1.改变参考电压的大小和极性，以及电阻的阻改变参考电压的大小和极性，以及电阻的阻值，可以改变阈值电压的大小和极性值，可以改变阈值电压的大小和极性。2.2.要改变输入电压经过阈值电压时输出电压的要改变输入电压经过阈值电压时输出电压的跃变方向，将集成运放的同相和反相输入端外跃变方向，将集成运放的同相和反相输入端外接电路互换。接电路互换。分析电压比较器传输特性的方法：分析电压比较器传输特性的方法：1.1.确定电压比较器输出值确定电压比较器输出值UOH和和 UOL。2.2.根据电路写出同相端电压根据电路写出同相端电压uP P和反相端电压和反相端电压uN N表达式，令表达式，令uP P=uN N,确定阈值电压确定阈值电压UT。3.U3.Ui i作用于集成运放的端口决定输出电压的作用于集成运放的端口决定输出电压的跃变方向。跃变方向。二、二、滞回比较器滞回比较器 输入电压由小变大过程中使输出电压输入电压由小变大过程中使输出电压 跃变的阈值电压与输入电压由大变小过程跃变的阈值电压与输入电压由大变小过程使输出电压使输出电压 跃变的的阈值电压不同。跃变的的阈值电压不同。令令解得的解得的ui就是阈值电压就是阈值电压滞回比较器电路滞回比较器电路滞回比较器电压传输特性滞回比较器电压传输特性输入电压由小变大：输入电压由小变大：U Ui i接反相端接反相端当输入电压增大到当输入电压增大到U UT T，输，输出电压由出电压由 U UZ Z跃变为跃变为-U-UZ Z。起初起初滞回比较器电压传输特性滞回比较器电压传输特性输入电压由大变小：输入电压由大变小：U Ui i接反相端接反相端当输入电压减小到当输入电压减小到-U-UT T，输，输出电压由出电压由-U-UZ Z跃变为跃变为U UZ Z。起初起初有参考电压的滞回比较器及其电压传输特性有参考电压的滞回比较器及其电压传输特性1.1.滞回比较器中引入正反馈，加快了输出电压的滞回比较器中引入正反馈，加快了输出电压的变换速度，从而获得较为理想的电压传输特性。变换速度，从而获得较为理想的电压传输特性。2.2.改变参考电压的大小和极性，滞回比较器电改变参考电压的大小和极性，滞回比较器电压传输特将产生水平方向移动压传输特将产生水平方向移动。3.3.改变稳压管的稳定电压，滞回比较器电压传改变稳压管的稳定电压，滞回比较器电压传输特将产生垂直方向移动输特将产生垂直方向移动。实例分析一一.过零比较器过零比较器 过零电压比较器仿真分析过零电压比较器仿真分析PWLPWL电源参数设置电源参数设置输入输出曲线输入输出曲线正弦信号输入的仿真分析正弦信号输入的仿真分析输入输出结果输入输出结果二二.一般单限比较器一般单限比较器 一般单限比较器仿真电路一般单限比较器仿真电路信号源参数设置信号源参数设置输入输出曲线输入输出曲线滞回比较器仿真电路滞回比较器仿真电路 PWLPWL电源参数设置电源参数设置三三.滞回比较器滞回比较器 输入输出结果输入输出结果输入电压输入电压(红红)由大变小：由大变小：当输入电压减小到当输入电压减小到-U-UT T起初起初（3.1v3.1v）输出电压由输出电压由 -U-UZ Z跃变为跃变为U UZ Z。（-6.2v-6.2v）（-3.1v-3.1v）滞回比较器结果分析滞回比较器结果分析输入电压输入电压(红红)由小变大：由小变大：当输入电压增大到当输入电压增大到U UT T起初起初（-3.1v-3.1v）输出电压由输出电压由U UZ Z跃变为跃变为-U-UZ Z。（6.2v6.2v）（3.1v3.1v）滞回比较器结果分析滞回比较器结果分析集成电压比较器CJ0710CJ0710电路原理图电路原理图UOH：3.3v UOL:-0.4v 工作状态：电路按电压传输特性工作禁止状态：输出端相当于开路，处于高阻状态一一.主要参数主要参数 n 灵敏度：体现比较器对输入信号差别的分辨能力灵敏度：体现比较器对输入信号差别的分辨能力n 上升时间：体现比较器进行逻辑判断的速度上升时间：体现比较器进行逻辑判断的速度n 输出：输出：高低电平高低电平U UOHOH和和 U UOLOL二二.分类分类 n 通用型通用型n 高速型高速型n 低功耗型低功耗型n 低电压型低电压型n 高精度型高精度型比较器的应用比较器的应用电平检测器电平检测器通断控制通断控制 电平检测器也称为阈值检测器，它用以监测以电压形式表示的电平检测器也称为阈值检测器，它用以监测以电压形式表示的物理变量和当这个变量上升到大于（或降至）某个规定值时发出信物理变量和当这个变量上升到大于（或降至）某个规定值时发出信号。检测器的输出根据应用的要求可用来发出某一特定的动作。如号。检测器的输出根据应用的要求可用来发出某一特定的动作。如激活报警器（发光二极管或蜂鸣器）、接通电机或加热器、或向微激活报警器（发光二极管或蜂鸣器）、接通电机或加热器、或向微处理器发送一个中断信号等。处理器发送一个中断信号等。设定值设定值有源基准有源基准二极管二极管高高 功率功率晶体管晶体管电桥电桥窗口探测器窗口探测器脉宽调制脉宽调制 也称为窗口比较器，它用以指也称为窗口比较器，它用以指示何时给定电压落在特定的范围，示何时给定电压落在特定的范围，即窗口中。在生产线的测试过程中，即窗口中。在生产线的测试过程中，可以用窗口比较器来筛选出那些不可以用窗口比较器来筛选出那些不能满足给定容限的电路。能满足给定容限的电路。如果用电压比较器对一个缓慢如果用电压比较器对一个缓慢变化的信号和一个高频三角波和锯变化的信号和一个高频三角波和锯齿波进行比较，输出就是一个与三齿波进行比较，输出就是一个与三角波或锯齿波具有相同频率的方波角波或锯齿波具有相同频率的方波消除比较器抖动消除比较器抖动 当处理缓慢变化的信号时，比较器可能会在输入穿当处理缓慢变化的信号时，比较器可能会在输入穿越阈值区时，产生多个输出变化，称为比较器抖动。越阈值区时，产生多个输出变化，称为比较器抖动。利用磁滞现象可以消除比较器抖动。当输入信号利用磁滞现象可以消除比较器抖动。当输入信号穿越当前的阈值时，电路发生跃变并激活另一个阈值。穿越当前的阈值时，电路发生跃变并激活另一个阈值。因此，输入信号必须摆回到新的阈值才能使输出再一因此，输入信号必须摆回到新的阈值才能使输出再一次跃变。次跃变。使磁滞宽度大使磁滞宽度大于噪声的最大峰峰于噪声的最大峰峰值，可以防止假的值，可以防止假的输出跃变。输出跃变。6.2 峰值检测器 峰值检测的作用是提取输入信号的峰值，并产生输峰值检测的作用是提取输入信号的峰值，并产生输出出 。为了实现这个目标，让为了实现这个目标，让 跟踪跟踪 直至输入达到峰值，这直至输入达到峰值，这个值会一直被保持，直至出现个值会一直被保持，直至出现一个新的更大的峰值，此时电一个新的更大的峰值，此时电路会用新的峰值更新路会用新的峰值更新 。组成部分组成部分（1 1）用来保持最近峰值的存储器，即电容器）用来保持最近峰值的存储器，即电容器C CH H（2 2）当一个新的峰）当一个新的峰值出现时，用来进值出现时，用来进一步对电容充电的一步对电容充电的单向电流开关，即单向电流开关，即二极管二极管D D2 2（3 3）当一个新的峰值出现时，使电容电压能够跟踪输入）当一个新的峰值出现时，使电容电压能够跟踪输入电压的器件，即电压跟随器电压的器件，即电压跟随器OAOA1 1（4 4）能周期地将）能周期地将 重新置重新置0 0的开关，这是用的开关，这是用FETFET放电开关放电开关和电容并联实现的，即和电容并联实现的，即SWSW（5 5）OAOA2 2的作用是对电容电压进行缓冲，以防止通过的作用是对电容电压进行缓冲，以防止通过R R和和任何外部负载所引起的放电。任何外部负载所引起的放电。工作原理工作原理跟踪模式跟踪模式 一个新峰值到来时，一个新峰值到来时，OAOA1 1输出为正，输出为正，D D1 1截至，截至，D D2 2导通导通 OAOA1 1利用反馈通路，使利用反馈通路，使 跟踪跟踪 在此期间，在此期间，OAOA1 1流出的电流出的电流经过流经过D D2 2对对C CH H充电充电 保持模式保持模式 OAOA1 1提供了另一条反馈通提供了另一条反馈通路，路，R R的作用是给的作用是给D D1 1提供一提供一个电流通路个电流通路 在此期间，电容电压保在此期间，电容电压保持恒定持恒定 经历峰值后，经历峰值后，开始下降，开始下降，OAOA1 1输出下降，输出下降，D D2 2截至，截至，D D1 1导通导通 对对OAOA1 1的要求：具有足够低的直流输入误差和足够高的电的要求：具有足够低的直流输入误差和足够高的电流输出能力，以便在短暂的峰值期对流输出能力，以便在短暂的峰值期对C CH H充电。充电。对对OAOA2 2的要求：输入偏置电流足够低，才能使峰值间的电的要求：输入偏置电流足够低，才能使峰值间的电容放电最小。而容放电最小。而D D2 2和和OAOA2 2置于置于OAOA1 1反馈回路中，可以消除由反馈回路中，可以消除由D D2 2压压降和降和OAOA2 2输入失调电压引起的误差。输入失调电压引起的误差。由由 和和C CH H以以OAOA2 2引起反馈环路极点，需要稳定引起反馈环路极点，需要稳定OAOA2 2。可以用。可以用适当的补偿电容分别与适当的补偿电容分别与D D1 1和和R R并联实现。并联实现。反转二极管的方向，可以使电路检测到反转二极管的方向，可以使电路检测到 的负峰值。的负峰值。6.3 集成函数发生器三角波正弦波方波集成函数发生器集成函数发生器80388038电路原理图电路原理图ICL8038ICL8038原理框图原理框图ICL8038ICL8038引脚图引脚图ICL8038ICL8038两种基本接法两种基本接法ICL8038ICL8038输出波形输出波形主要参数主要参数 n 频率范围：频率范围：0.001Hz0.001Hz300kHz300kHzn 电源：电源：单电源单电源101030v,30v,双电源双电源55 15v15vn 方波：幅值接近电源电压，上升时间方波：幅值接近电源电压，上升时间180ns180ns，下降时间下降时间40ns40ns。n 三角波：输出幅度三角波：输出幅度6.6v6.6v，非线性线性度小于，非线性线性度小于0.050.05n 正弦波：正弦波：输出峰值输出峰值4.4v4.4v，失真度小于，失真度小于1 1n 矩形波：矩形波：占空比可调范围占空比可调范围2 298986.4 电压频率转换电路电荷平衡式电压频率转换电路的原理框图及波形分析电荷平衡式电压频率转换电路的原理框图及波形分析由积分器和滞回比较器组成，由积分器和滞回比较器组成，S S为电子开关，受电压为电子开关，受电压U UO O控制控制将为输入的直流电压转换为频率与其值成正比的输出电将为输入的直流电压转换为频率与其值成正比的输出电压。也称为电压控制振荡器（压。也称为电压控制振荡器（VCOVCO）。工作原理工作原理S S闭合闭合S S断开断开u uI I数值越大数值越大,T,T1 1越小越小,振荡频率振荡频率f f越高越高,实现了电压实现了电压-频率转换。频率转换。电流源电流源I I对电容对电容C C在很短时间内放电（或称反向充电）的在很短时间内放电（或称反向充电）的电荷量等于电荷量等于i iI I在较长时间充电的电荷量，这类电路称为在较长时间充电的电荷量，这类电路称为电荷平衡式电路。电荷平衡式电路。电荷平衡式电压频率转换电路电荷平衡式电压频率转换电路6.5 锁相环（PLLPhase Locked Loops）锁相环是一种反馈控制系统。闭环跟踪系锁相环是一种反馈控制系统。闭环跟踪系统。其输出信号的频率跟踪输入信号的频率。统。其输出信号的频率跟踪输入信号的频率。当输出信号频率与输入信号频率相等时，输出当输出信号频率与输入信号频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值。电压与输入电压保持固定的相位差值。锁相环的原理框图锁相环的原理框图n PD(Phase Detector)PD(Phase Detector)：n LP(Loops Filter)LP(Loops Filter)：n VCO(Voltage Controlled Oscillator)VCO(Voltage Controlled Oscillator)：一、鉴相器（相位比较器）：将输入信号与输出信号一、鉴相器（相位比较器）：将输入信号与输出信号（反馈信号）的相位差检测出来，并将其转换成电压（反馈信号）的相位差检测出来，并将其转换成电压信号信号U UD D（t t），成为误差电压。），成为误差电压。其实质是相位差电压转化电路其实质是相位差电压转化电路二、环路滤波器：一般为低通滤波器。虑除鉴相器输二、环路滤波器：一般为低通滤波器。虑除鉴相器输出电压出电压U UD D（t t）中的高频分量和干扰信号，获得压控振）中的高频分量和干扰信号，获得压控振荡器的输入电压荡器的输入电压 U UC C（t t）。三、压控振荡器：三、压控振荡器：其实质是电压频率转化电路其实质是电压频率转化电路。其振荡频率决定于其振荡频率决定于U UC C（t t），也就是决定于），也就是决定于 U UD D（t t）。）。一、锁相环的原理设振荡频率为设振荡频率为 ，瞬时相位为，瞬时相位为设输出信号设输出信号 的角频率为的角频率为 ，输入信号，输入信号 的角频的角频率为率为 其瞬时相位为其瞬时相位为输出信号和输入信号频率相等时，它们的瞬时相位相差输出信号和输入信号频率相等时，它们的瞬时相位相差为一常量。为一常量。若若锁相环能在一定范围，使输入和输出频率保持固定的相锁相环能在一定范围，使输入和输出频率保持固定的相位差，实现输出信号频率跟踪输入信号频率。位差，实现输出信号频率跟踪输入信号频率。鉴相器鉴相器输入信号输入信号输出信号输出信号 为压控振荡器在输入控制电压为零或直流电压时的为压控振荡器在输入控制电压为零或直流电压时的振荡角频率，称为固有振荡角频率。振荡角频率，称为固有振荡角频率。模拟乘法器实现鉴相器模拟乘法器实现鉴相器模拟乘法器的输出模拟乘法器的输出整理可得整理可得经低通滤波器虑去高频，得到差频项，即压控振荡器的经低通滤波器虑去高频，得到差频项，即压控振荡器的输入信号输入信号UC（t）。其中其中 为环路瞬时相位差。为环路瞬时相位差。U UD D(t)(t)具有正弦特性。具有正弦特性。压控振荡器的压控特性压控振荡器的压控特性K Ko o为压控增益，或称压控灵敏度为压控增益，或称压控灵敏度当当U UC C（t t）不为纯直流量时，）不为纯直流量时，U UC C（t t）起调频作用。）起调频作用。压控振荡器的振荡频率以压控振荡器的振荡频率以 为中心频率而产生变化。为中心频率而产生变化。u(t)与与uC(t)的关系曲线的关系曲线两边微分两边微分当电压输入为确定频率，当电压输入为确定频率，可得可得固有频差固有频差瞬时频差瞬时频差控制频差控制频差当控制频差等于固有频差时，瞬时频差为零，锁相环当控制频差等于固有频差时，瞬时频差为零，锁相环进入锁定状态。进入锁定状态。锁相环的锁定条件是锁相环的锁定条件是此时此时 不再随时间变化，而成为常量，因此环路滤不再随时间变化，而成为常量，因此环路滤波器输出为直流电压。波器输出为直流电压。鉴相器输出的有效误差电压鉴相器输出的有效误差电压 大于低通滤波器的上限频率，大于低通滤波器的上限频率，电路处于失锁状态。电路处于失锁状态。正弦差拍信号因被滤除而不能产生压控信号，使得压控正弦差拍信号因被滤除而不能产生压控信号，使得压控振荡器维持原振荡频率。振荡器维持原振荡频率。鉴相器进入锁定状态前鉴相器进入锁定状态前 uC(t)、uO(t)和和uD(t)的波形的波形 小于低通滤波器的上限频率小于低通滤波器的上限频率正弦差拍信号处于通带内，成为正弦差拍信号处于通带内，成为压控振荡器的输入控制信号。压控振荡器的输入控制信号。压控振荡器的输出以压控振荡器的输出以 为中心为中心频率的调频波。频率的调频波。压控振荡器的频率朝着参考输入压控振荡器的频率朝着参考输入信号的频率靠拢，信号的频率靠拢，环路锁定。环路锁定。失锁状态：压控振荡器维持原振荡频率。失锁状态：压控振荡器维持原振荡频率。跟踪状态：环路输入的是频率和相位不断变化的信跟踪状态：环路输入的是频率和相位不断变化的信号，而且环路能使压控振荡器的频率和相位不断地号，而且环路能使压控振荡器的频率和相位不断地跟踪输入信号的频率和相位变化，则这时环路所处跟踪输入信号的频率和相位变化，则这时环路所处的状态称为跟踪状态。的状态称为跟踪状态。锁定状态：输出信号频率与输入信号频率严格同步，锁定状态：输出信号频率与输入信号频率严格同步，还具有频率跟踪特性。还具有频率跟踪特性。锁相环的基本特殊功能锁相环的基本特殊功能锁定特性：在一定频率范围内，锁相环可以通过锁定特性：在一定频率范围内，锁相环可以通过“频频率牵引率牵引”捕捉输入信号频率，实现对输入的固定信号捕捉输入信号频率，实现对输入的固定信号的频率锁定，压控振荡器的输入信号与输入信号仅存的频率锁定，压控振荡器的输入信号与输入信号仅存在相位差，不存在频率差。在相位差，不存在频率差。跟踪特性：锁相环一旦进入锁定状态，就能对输入信跟踪特性：锁相环一旦进入锁定状态，就能对输入信号一定范围频率的变化具有良好的跟踪特性。号一定范围频率的变化具有良好的跟踪特性。广泛用于自动频率控制、频率合成等。广泛用于自动频率控制、频率合成等。广泛用于信号的跟踪、提取、调制和解调等。广泛用于信号的跟踪、提取、调制和解调等。二、锁相环的应用锁相环用于调频电路锁相环用于调频电路调频的示意图调频的示意图调制信号调制信号对载波对载波进行调频进行调频随调制信号随调制信号线性变化线性变化载波瞬时频率载波瞬时频率是未调制时的载波中心频率是未调制时的载波中心频率已调波已调波锁相环组成的调频电路锁相环组成的调频电路锁相环调频稳定性高。控制线性度好。锁相环调频稳定性高。控制线性度好。石英晶体振荡电路的输出电压作为锁相环的输入石英晶体振荡电路的输出电压作为锁相环的输入信号，可获得稳定性高的载波。调制信号作用于信号，可获得稳定性高的载波。调制信号作用于VCOVCO，锁相环输出中心频率为锁相环输出中心频率为 的调频波。的调频波。锁相环用于解调电路锁相环用于解调电路利用锁相环实现调频波的解调电路利用锁相环实现调频波的解调电路压控振荡器的输出频率能够跟踪输入调频信号的瞬时频压控振荡器的输出频率能够跟踪输入调频信号的瞬时频率的变化，产生与输入信号相同调制规律的调频波，低率的变化，产生与输入信号相同调制规律的调频波，低通滤波器输出就是还原的调制信号。通滤波器输出就是还原的调制信号。调幅波的同步解调电路调幅波的同步解调电路调制信号调制信号对载波对载波进行调幅进行调幅已调波的振幅已调波的振幅已调波已调波调幅波调幅波同步检波电路中模拟乘法器的波形分析同步检波电路中模拟乘法器的波形分析调幅波的同步检波电路调幅波的同步检波电路锁相环用于频率合成电路锁相环用于频率合成电路锁相倍频电路锁相倍频电路输出信号频率输出信号频率石英晶体振荡器信号石英晶体振荡器信号为输入信号为输入信号锁相倍频器锁相倍频器锁定时，鉴相器输出信号频率相等锁定时，鉴相器输出信号频率相等在锁相环的反馈通路中接入分频器在锁相环的反馈通路中接入分频器锁相分频电路锁相分频电路锁相分频器锁相分频器在锁相环的反馈通路中接入倍频器在锁相环的反馈通路中接入倍频器锁定时，鉴相器输出信号锁定时，鉴相器输出信号频率相等频率相等混频器示意图混频器示意图混频器混频器调制信号，即输入信号与调制信号，即输入信号与本振输出信号经非线性电本振输出信号经非线性电路处理后，获得和频、差路处理后，获得和频、差频和高次谐波；再经低通频和高次谐波；再经低通滤波后得到差频信号。滤波后得到差频信号。锁相混频器锁相混频器锁相混频器锁相混频器在锁相环的反馈通路中接入混频器和中频放大电路。在锁相环的反馈通路中接入混频器和中频放大电路。输入信号输入信号u us s(t)(t)的频率的频率f fs s压控振荡器的振荡频率压控振荡器的振荡频率f f0 0本振输出信电压本振输出信电压u uc c(t)(t)的的频率频率f fc c，f fc c f f0 0中频放大器选出中心频率中频放大器选出中心频率为为f fc c-f-f0 0的信号进行放大，的信号进行放大，并鉴相。并鉴相。锁相混频器锁相混频器频率锁定后频率锁定后锁相环在高频段具有很窄锁相环在高频段具有很窄的通频带，即使的通频带，即使f f0 0与与f fc c-f-fs s相差仅几赫，锁相混频器相差仅几赫，锁相混频器也可以实现信号分离，而也可以实现信号分离，而普通混频器无法实现仅相普通混频器无法实现仅相差几赫的信号。差几赫的信号。