许多电子设备要正常作业，常常要外部的输入信号与内部的振动信号同步，使用

  (PLL)。锁相环的特色是：使用外部输入的参阅信号操控环路内部振动信号的频率和相位。

  因锁相环能轻松完成输出信号频率对输入信号频率的主动盯梢，所以锁相环一般用于闭环盯梢电路。锁相环在作业的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率持平时，输出电压与输入电压坚持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这便是锁相环称号的由来。

  锁相环一般由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振动器(VCO)三部分所组成，锁相环组成的原理框图如图8-4-1所示。

  锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成uD(t)电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后构成压控振动器的操控电压uC(t)，对振动器输出信号的频率施行操控。

  锁相环中的鉴相器一般由模拟乘法器组成，使用模拟乘法器组成的鉴相器电路如图8-4-2所示。

  鉴相器的作业原理是：设外界输入的信号电压和压控振动器输出的信号电压分别为：

  式中的0为压控振动器在输入操控电压为零或为直流电压时的振动角频率，称为电路的固有振动角频率。则模拟乘法器的输出电压uD为：

  用低通滤波器LF将上式中的和频重量滤掉，剩余的差频重量作为压控振动器的输入操控电压uC(t)。即uC(t)为：

  式中的i为输入信号的瞬时振动角频率，i(t)和O(t)分别为输入信号和输出信号的瞬时位相，依据相量的联系可得瞬时频率和瞬时位相的联系为：

  上式等于零，阐明锁相环进入相位确定的状况，此刻输出和输入信号的频率和相位坚持安稳不变的状况，uc(t)为安稳值。当上式不等于零时，阐明锁相环的相位还未确定，输入信号和输出信号的频率不等，uc(t)随时刻而变。

  因压控振动器的压控特性如图8-4-3所示，该特性阐明压控振动器的振动频率u以0为中心，随输入信号电压uc(t)的改动而改动。该特性的表达式为

  上式阐明当uc(t)随时刻而变时，压控振动器的振动频率u也随时刻而变，锁相环进入“频率牵引”，主动盯梢捕捉输入信号的频率，使锁相环进入确定的状况，并坚持0=i的状况不变。

  为了完成信息的远距离传输，在发信端一般会用调制的办法对信号进行调制，收信端接收到信号后一定要进行解调才干恢恢复信号。

  所谓的调制便是用带着信息的输入信号ui来操控载波信号uC的参数，使载波信号的某一个参数随输入信号的改动而改动。载波信号的参数有起伏、频率和位相，所以，调制有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种。

  调幅波的特色是频率与载波信号的频率持平，起伏随输入信号起伏的改动而改动;调频波的特色是起伏与载波信号的起伏持平，频率随输入信号起伏的改动而改动;调相波的特色是起伏与载波信号的起伏持平，相位随输入信号起伏的改动而改动。调幅波和调频波的示意图如图8-4-4所示。

  上图的(a)是输入信号，又称为调制信号;图(b)是载波信号，图(c)是调幅波和调频波信号。

  调频波的特色是频率随调制信号起伏的改动而改动。由8-4-6式可知，压控振动器的振动频率取决于输入电压的起伏。当载波信号的频率与锁相环的固有振动频率0持平时，压控振动器输出信号的频率将坚持0不变。若压控振动器的输入信号除了有锁相环低通滤波器输出的信号uc外，还有调制信号ui，则压控振动器输出信号的频率便是以0为中心，随调制信号起伏的改动而改动的调频波信号。由此可得调频电路可使用锁相环来组成，由锁相环组成的调频电路组成框图如图8-4-5所示。

  依据锁相环的作业原理和调频波的特色可得解调电路组成框图如图8-4-6所示。

  在现代电子技能中，为得到高精度的振动频率，一般会用石英晶体振动器。但石英晶体振动器的频率不容易改动，使用锁相环、倍频、分频等频率组成技能，可以得到多频率、高安稳的振动信号输出。

  输出信号频率比晶振信号频率大的称为锁相倍频器电路;输出信号频率比晶振信号频率小的称为锁相分频器电路。锁相倍频和锁相分频电路的组成框图如图8-4-7所示。