本发明作进一步详细的说明。
[0036]结合参考附图2，本发明提供一种具有锁相环的测量装置200，测量装置200具有与【背景技术】中相同的锁相环100，包括参考信号产生单元101、鉴相单元102、压控振荡器103、分频器104，还包括第一整形钳位电路201、第二整形钳位电路202、加减运算单元203、检波比较电路204 ；
[0037]所述参考信号产生单元101的输出端与所述鉴相单元102的第一输入端连接，所述鉴相单元102的输出端与所述压控振荡器103的输入端连接，所述压控振荡器103的输出端与所述分频器104的输入端连接，所述分频器104的输出端与所述鉴相单元102的第二输入端连接；所述第一整形钳位电路201的输入端连接到所述参考信号产生单元101的输出端和所述鉴相单元102的第一输入端之间，所述第二整形钳位电路202连接到所述分频器104的输出端和所述鉴相单元102的第二输入端之间，
[0038]所述加减运算单元203的两个输入端分别连接到所述第一整形钳位电路201和所述第二整形钳位电路202的输出端，且所述第一整形钳位电路201和所述第二整形钳位电路202的输出端输出的信号为相同形状的信号，
[0039]所述检波比较电路204的输入端连接到所述加减运算单元203的输出端，所述检波比较电路204将所述加减运算单元203输出的信号与一个阈值电压VO进行比较，输出比较结果。
[0040]具体工作时，所述参考信号产生单元101产生一路参考信号f；，所述分频器104产生反馈信号fn，两路信号均输出给所述鉴相单元102，鉴相单元102对该两路信号进行鉴相处理，得到和相位相关的电压信号，所述压控振荡器103在所述鉴相单元102输出的和相位相关的电压信号的控制下产生对应频率的输出信号，该输出信号一方面作为锁相环的输出信号，另一方面输出给所述分频器104做反馈用；在此过程中，所述第一整形钳位电路201也接收所述参考信号产生单元101产生的参考信号f；，对该参考信号f；进行整形钳位处理输出信号Π，所述第二整形钳位电路202也接收所述分频器104产生的反馈信号fn，对该反馈信号fn进行整形钳位处理输出信号f2，其中信号fl和信号f2是相同形状的信号，且信号Π的幅度为VI，、信号f2的幅度为V2，一般情况下参考信号f；为固定频率、固定相位的信号，因此信号fl的幅度Vl和相位也是固定的；而信号f2的幅度V2是固定的、相位则是随着反馈信号fn的相位变化而变化；所述加减单元203对信号Π和信号f2做加法或减法运算，得到信号f3，由于信号f2的相位是变化的、信号fl的相位是固定的，因此信号f3的幅度也是变化的，检波比较单元204检波信号f3得到检波电压(即信号f3的电压V3)，并将电压V3与阈值电压VO进行比较，阈值电压VO是一个定值。当锁相环趋于稳定时，反馈信号fn的频率和相位值向一个固定相位值靠拢，信号f2的相位会达到某个固定范围，信号f3的电压值V3随之达到某个范围，当信号f3的电压值V3与参考电压VO具有固定的大小关系时，就可判断出锁相环是否达到稳定状态(即是否锁定)，并输出比较结果，实现对锁相环的检测。
[0041]作为说明，所述参考信号产生单元101具有多种实现方式，可以是由DDS信号源直接实现，进而输出固定频率或者频率可调的参考信号；也可以是由晶体振荡器直接实现，输出固定频率的参考信号；也可以由DDS信号源和晶体振荡器混频后实现，输出一定频率范围的参考信号或固定参考信号，等等。
[0042]作为说明，所述鉴相单元102可以是由模拟鉴相器实现，例如三态鉴相器，也可以是由数字鉴相器实现，还可以是由混频器实现，等等。
[0043]作为说明，所述压控振荡器104可以是一个或多个压控振荡器，以实现更宽频率范围的输出。
[0044]作为说明，所述分频器104可以是整数分频器或小数分频器。
[0045]作为说明，所述锁相环一般还包括设置在所述鉴相单元102和压控振荡器103之间的环路滤波器，由于此部分并不涉及本发明的保护范围，此处不再赘述。
[0046]作为说明，本发明所述的测量装置200还包括一个控制单元，该控制单元可以用于控制整个测量装置的工作状态，并可以接收所述检波比较单元204输出的结果，并可以将该结果作为一个信号输出到测量装置200的外部或者输出给显示器显示。
[0047]作为一个举例说明，结合参考附图3，本发明所述的第一整形钳位电路201和第二整形钳位电路202为完全相同的两个整形钳位电路，最终输出相同幅度的两路方波信号fl和f2，即V1=V2,且信号f I和f2均为方波。
[0048]所述加减运算单元203采用减法电路实现，即所述加减运算单元203对所述第一整形钳位电路201和第二整形钳位电路202输出的两路信号fl和f2做减法运算，输出对两路信号相减的结果。
[0049]所述检波比较单元204包括依次串联连接的检波电路205、低通滤波器206和比较器207，检波电路205对所述加减运算单元203输出的信号进行包络检波，去除其高频成分，得到幅度与相位相关联的低频信号，然后低通滤波器206对该信号进行低通滤波，使检波后的信号输出平滑的信号，然后送给比较器207进行比较处理，比较器207的比较电压即为所述阈值电压V0，然后将比较结果输出，测量装置200获取到比较结果后即可实时知道锁相环的工作状态。
[0050]由于信号fl和f2的幅度值相等、相位不同，设Vl=Vmcos(Cot),V2=Vmcos (ω t+ Φ)，因此 Vl+V2=2Vmcos ( Φ /2) cos (ω t+ Φ /2)，那么经过包络检波和低通滤波后得到的信号的幅度与相位相关的值是:2νπκ^(Φ/2)，其中Vm是定值，ω是常数，t是时间，Φ是相位。最终，当/[目号f I和/[目号f2的相位差为180°时，可以得到最大幅度值2Vm,当两者相位差为0°时，可以得到最小幅度值O (对应加减运算单元203采用减法电路);而当他们的频率不相等时，其输出幅度约为Vm，所以可以根据此原理来判断锁相环的工作状态。
[0051]结合参考附图4，示出了低通滤波器206的输出端的信号与反馈信号4之间的关系，此时参考信号fr已经由测量装置200的当前状态而固定，可以明显看出:当反馈信号fn的频率远离参考信号fr时，低通滤波器206输出的信号的电压约为电压Vm，此时锁相环工作不稳定；当反馈信号fn的频率不断接近参考信号f；时，低通滤波器206输出的信号幅度会越来越高(此时对应加减运算单元203做加法运算)或越来越低(此时对应加减运算单元203做减法运算)，并且当反馈信号fn的频率与参考信号fr相等时，低通滤波器206输出的信号的幅度值为最大(2Vm)或最小Vm，此时锁相环已经稳定工作，处于锁定状态，因此可以根据该原理设置一个合适的阈值电压V0，就可以准确、快速的判断出锁相环的工作状态，进而在锁相环达到锁定状态时可以最短时间判断出来，并输出给测量装置200得知，实现对锁相环的准确、快速检测。
[0052]作为一种变形，本发明所述的第一整形钳位电路201和第二整形钳位电路202为可以采用不同的整形钳位电路分别实现，输出相同幅度的同形状信号或不同幅度的同形状信号。
[0053]作为一种变形，所述第一整形钳位电路201和第二整形钳位电路202输出的信号fl和f2的幅度可以不同，即Vl不等于V2，此时也可以根据Vl和V2的值选取到合适的阈值电压V0，进而准确得到锁相环的工作状态，即是否锁定。
[0054]作为一种变形，所述第一整形钳位电路201和第二整形钳位电路202也可以将输入信号整形为正弦波、余弦波等其他形状的波形，也可以准确实现对锁相环状态的检测。
[0055]作为一种变形，所述加减运算单元203还可以采用加法电路实现。
[0056]作为一种举例说明，所述比较器207的比较电压VO可以等于电压2Vm (当加减运算单元203做加法运算时)或O (当加减运算单元203做减法运算时)。
[0057]作为一种变形，所述比较器207的比较电压VO可以是接近2Vm或O的某个电压值，例如为1.5Vm (当加减运算单元203做加法运算时)或0.5Vm (当加减运算单元203做减法运算时)，也能比较准确的检测出锁相环的工作状态。
[0058]作为一种变形，所述信号fl和f2的电压值Vl和V2如果不相等，那么比较器207的比较电压VO的取值可以是V1+V2 (当加减运算单元203做加法运算时)或V1-V2的绝对值(当加减运算单元203做加法运算时)，或者是略小于V1+V2 (当加减运算单元203做加法运算时)的某一值，或者是略大于V1-V2的绝对值的某一值(当加减运算单元203做加法运算时)，可以根据测量装置200对锁相环的锁定状态的要求的准确度来设置。
[0059]作为一种举例说明，所述第一整形钳位电路201和所述第二整形钳位电路202均