2、环路滤波器
环路滤波器（LF）是呈低通性能的滤波器，可分为无源环路滤波器和有源环路滤波器两种，无源滤波器仅由电阻和电容组成，有源滤波器除了电阻和电容外还需有运算放大器构成，它的选择可由VCO所需调谐电压的大小决定。VCO的输入电压是鉴相器电荷泵的输出u，（t），它滤除电压u，（t）中的高频杂波成分，剩余平均电压分量去调谐压控振荡器的输出频率u.（t）。除此之外，环路滤波器的设计对锁相环路其它的参数也有影响，对环路稳定性以及环路的锁定时间起着决定性的作用。常见的环路滤波器有以下三种。
（1）简单RC滤波器
如图3-5所示，它是由单个电阻以及单个电容组成的，也是环路滤波器中最简单的。其频率的响应特性为：
在此式（3-8）中1 RC ，表示时间常数，同时也是该滤波器中的可调参数。该滤波器具有着低通特性，且相位滞后。
（2） 无源比例积分滤波器
无源比例积分滤波器的电路如图 3-6 所示，它频率的响应特性为：
式中Ｔ２=RC，Ｔ2=R２C，这是两个可以独立调节的参数。频率较高时，由其相频的特性可得，它的相位具有超前校正的作用，因此可以使环路更稳定。
图 3-6 无源比例积分滤波器的组成以及频率的响应特性
(a) 无源比例积分滤波器组成；(b)无源比例积分滤波器频率响应特性
（3） 有源比例积分滤波器
该滤波器的电路组成如图 3-7 所示，它是由运放和若干 RC 网络组成的。其传输算子是：
此电路与无源比例积分滤波器一样，当频率较高时它的相位也有超前的校正作用，以此可以改善调节环路的稳定性。
3、 压控振荡器
压控振荡器（VCO）是指输出频率受电压控制的振荡器。它的输入为控制电压 cv t ，理想的频率受控特性应为线性的，即：
K 为压控灵敏度，单位是 rad/ sV ，t 和0 分别是振荡器的瞬时受控角频率和自由振荡角频率。
因为 VCO 的输出会反馈至鉴相器的输入端，而对鉴相器产生误差电压起作用的是其相位，并不是频率。对式（3-13）进行积分，可得
由此可看出 VCO 存在积分因子 1/P，这是由相位与角频率间的积分关系生成的。由于锁相环路要求 VCO 输出相位，所以这个积分的作用是 VCO 固有的，也因此 VCO 称为了锁相环路固有的积分环节。
4、锁相环路相位模型
将锁相环路几个基本部件的模型连接在一起，就可以得到锁相环路相位模型，如图3-8所示，锁相环路是一个基于相位负反馈误差控制系统。通过比较输入相位6（t）与VCo反馈输出信号的相位进行比较，通过鉴相器得出误差相位e（t），并通过误差相位得到相应的误差电压u（t），该误差电压经环形滤波器滤除高频部分，得到最终的控制电压u.（t），该控制电压进入压控振荡器，使之产生频率偏移a（t），以此跟踪输入信号频率a%。若环路输入的是固定频率的载波信号，则环路通过捕获过程最终达到锁定状态，锁定后a（t）=a，且环路的输入与输出之间维持一定的稳态相位误差[即e（t）为常数]，正是这个稳态相位误差保证环路此后一直处于同步状态，如果没有这个稳态相位误差，控制电压就会消失，压控振荡器的瞬时频率a，（t）又会回到其自由振荡频率a%，环路将会失锁。存在剩余误差是误差控制系统的特征。
如上图 3-8 所示可得环路动态方程：
这便是锁相环路的动态方程的一般形式。K 为环路的总增益，dU 是误差电压的幅值。
（未完，待续……）
