鎖相環（Phase-LockedLoop, PLL），是一種反饋控制電路，電子設備正常工作，通常需要外部的輸入信號與內部的振蕩信號同步，利用鎖相環路就可以實現這個目的，它可用來從固定的低頻信號生成穩定的輸出高頻信號。

因鎖相環可以實現輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，所以鎖相環通常用于閉環跟蹤電路。鎖相環在工作的過程中，當輸出信號的頻率與輸入信號的頻率相等時，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值，即輸出電壓與輸入電壓的相位被鎖住，即鎖相環名稱的由來。

鎖相環通常由鑒相器（PFD）、環路濾波器（LPF）、壓控振蕩器（VCO）和N分頻器四部分組成，我司鎖相環產品在鑒相器和環路濾波器之間增加了高精度補償電荷泵（CP）結構，相比于簡單鎖相環結構，電荷泵鎖相環（CPPLL）可以通過環路濾波器中的電容形成積分器，進而可以將環路增益提高到無窮大。

CPPLL基本結構

電荷泵鎖相環有開環增益大、捕獲范圍寬、捕獲速度快、穩定度高和相位誤差小等優勢，但同時，在設計中也要控制可能存在的電荷泄漏、電流失配、電荷共享、時鐘饋通等問題，避免壓控振蕩器輸出頻率產生抖動和相位發生偏差。

鑒頻鑒相器

PFD

鑒頻鑒相器，是能夠鑒別出輸入參考信號和輸出信號相位差的器件。

鑒相器通過比較輸入參考信號和輸出信號的相位差，將相位差轉換為電壓輸出，從而實現相位檢測。值得一提的是，簡單鑒相器（PD）只能檢查相位偏差，頻率捕獲范圍較小，但PLL開始工作時，VCO的工作頻率可能跟輸入參考頻率偏差很大，PLL需要花很長時間矯正，所以我們更需要鑒頻鑒相器（PFD），提高頻率捕獲范圍 ，加快PLL工作效率。

鑒相器就像一把尺，衡量輸入參考信號與系統反饋信號之間的相位差，并將其轉化為電壓，傳遞給下級電路。

電荷泵

CP

電荷泵，又稱無感式DC-DC電源變換器。

電荷泵的基本原理是給電容充電，隔離電荷，電容可以從充電電路取下連接到另一電路上，起到傳遞剛才隔離的電荷的作用，從而變換輸出電壓。可以形象地把這個傳遞電荷的電容看成一個“裝了電子的水桶”。從一個大水箱把這個桶接滿，關閉龍頭，然后把桶里的水倒進另一個大水箱。

環路濾波器

LPF

環路濾波器，是線性的低通濾波器，無衰減地通過低頻并阻塞高頻，用來濾除輸出電壓中的高頻分量和噪聲，保證系統穩定性。雖然它的電路很簡單，但對環路的相位噪聲、環路穩定性及鎖定時間都有很大影響。

壓控振蕩器

VCO

壓控振蕩器，是根據輸入控制電壓，通過特定函數，輸出對應頻率的振蕩電路。

壓控振蕩器可以產生比外部晶振高得多，這也是我們需要使用鎖相環進行高頻時鐘發生，而非簡單倍頻晶振的直接原因。

N分頻器

NDivider

N分頻器，是將VCO的高頻率信號以指定的分頻倍數分頻到參考頻率附件，輸入到鑒相器進行比較。

N分頻器可謂是PLL系統的神來之筆，這是PLL能實現將晶振信號放大多倍的關鍵。分頻后的輸出信號再回到PFD進行矯正，系統穩定后即可以達到輸出信號是輸入參考信號N倍的效果。

綜上，在鎖相環工作環路中，鑒頻鑒相器比較輸入參考頻率和反饋頻率的相位差，通過電壓通斷的形式傳輸給電荷泵，進而對環路濾波器進行充電和放電，形成壓控振蕩器的控制電壓，對振蕩器輸出信號的頻率進行控制，振蕩器輸出頻率又經過N分頻器，反饋給鑒頻鑒相器。周而復始，控制整個系統的輸出信號保持穩定。

我司鎖相環時鐘源產品具有高集成、高精度、低功耗、小面積等特性，個別關鍵指標優于競品

ATC78701，輸出頻率覆蓋范圍1-5.5 GHz，VCO外置；

ATC79550，頻率覆蓋范圍186.8-4400 MHz，集成VCO。