地面接收机接收从人造卫星、宇宙飞船上 发送来的无线电信号时，由于卫星离地面 距离远，再加上卫星发射机发射功率小、 天线增益低，使得发射机向地面发回的信 号很微弱；由于存在多普勒频移使信号频 率漂移严重。
由于压控振荡器的输出反馈到鉴相器上， 对鉴相器起作用的不是其频率，而是其瞬 时相位 φ （t）=∫ wo（t）dt = wrtAo∫uC（t）dt 故压控振荡器输出电压uo（t）以wrt为参考的瞬 时相位为 φ o（t） = φ 2（t）= Ao∫uC（t）dt = uC（t） Ao /p
例如：频率为108MHz时，多普勒频移可 能在±3kHz，若用普通接收机则带宽至 少应为6kHz，而信号带宽只有几Hz或几 十Hz，这样接收机的带宽比信号带宽大 近千倍，使微弱信号的接收十分困难。就 必须使用锁相接收机。
用锁相环路调频，能够得到中心频率高度 稳定的调频信号，锁相环使VCO的中心频 率稳定在晶振频率上，同时调制信号也加 到VCO，对中心频率进行频率调制。调制 信号频谱应处于LF的通带之外，并且调 频系数不能太大。调制信号不能通过LF， 因此不形成调制信号的环路，这时的锁相 环仅仅是载波跟踪环，调制频率对锁相环 路无影响。
锁相环路只对VCO的平均中心频率的不稳 定因素起作用，此不稳定因素引起的波动 可以通过LF。这样，当锁定后，VCO的 中心频率锁定在晶振频率上。输出的调频 波中心频率稳定度很高。用锁相环路的调 频器能克服直接调频中心频率稳定度不高 的缺点。
当锁相环路输入信号的频率变化时， LF 能输出一个控制电压，迫使VCO的频率与 输入信号同步。如果输入信号为调频波， 频率随调制信号 s （ t ）变化，则经 PD 和 LF 的处理后，得到的控制电压必然和输 入信号的频率变化规律相对应。若从环路 滤波器引出控制电压，即可得到调频波的 解调信号。
鉴相器（相位比较器）：将输入参考信号的 相位和压控振荡器（VCO）的输出信号的相 位比较，输出一个与相位差有关的误差电压。 环路滤波器（低通滤波器）：滤去鉴相器输 出信号中的高频分量，只让直流和低频分量 通过，得到一控制电压uC （t） 压控振荡器（电压—频率转换器）：是振荡 瞬时角频率wo（t）受控制电压uC（t）控制 的振荡器，使输出频率与输入参考频率相等。
前面讲到AGC可以自动调节增益，使输出电 平一定；利用AFC可以控制振荡频率，并使 之稳定。但由于一般的AFC技术存在着固有 频率误差问题（因为AFC是利用误差来减小 误差），往往达不到所要求的频率精度。 由于相位是频率变化对时间的积分，所以频 率和相位有关，就可以通过控制相位来控制 频率——锁相环路。
环路滤波器具有低通特性，可以起到鉴相 器中低通滤波作用，用于把鉴相器输出电 压中的高频分量及干扰分量抑制掉，而让 低频分量或直流分量通过。
当VCO的角频率wo（或输入信号角频率wi）发 生变化时，输入到PD的电压uo（t）和ui（t）之 间将产生相应的相位变化，鉴相器输出一个与 相位误差成比例的误差电压ud（t） ，经过LF取 出缓慢变化的直流电压uC （t） ，去控制压控振 荡器输出信号的频率和相位，使得uo（t）和ui （t）间的频率和相位差减小，直到压控振荡器 输出信号的频率等于输入信号频率时，相位差 等于常数，锁相环路进入锁定状态。
注意：并不是任何情况下环路都能锁定。若 VCO固有振荡频率与输入信号频率相差（固 有频差）太大，则环路失锁。 一般Ao和Ad越大，环路滤波器的通频带越宽， 固有频差越小，环路入锁就越快，捕捉时间 就越短。 环路锁定条件：当环路锁定时，wo= wi，uo （t）和ui（t）间的相位差φ e（t）为一恒定 值 ，即t无穷大时，limdφ e（t）/dt＝0
可见，这是一个相位负反馈的误差控制系统。 锁相环路的数学模型为： φ e（t）＝ φ i（t）－ φ o（t） ＝ φ i（t）－ AdAo AF（p）sinφ e（t）/p
可编程可变分频器，是指分频器的分频 比N可以预先编程序设置，使fN=fR，即 fV=nfR 。则改变N可以改变输出频率， 从而实现合成的任务。
锁相环路由起始失锁状态进入锁定状态的过程称捕 捉过程。捕捉过程所需的时间称捕捉时间。 环路锁定后，若输入信号频率wi或VCO频率wo发生 变化，则VCO频率wo跟踪wi而变化，维持wo＝ wi 的锁定状态，这个过程称跟踪过程。
采用锁相环路可从所接收的信号中提取载 波信号，实现调幅波的同步检波。
锁相倍频电路是在基本锁相环路的反馈通 道中插入分频器组成。当环路锁定时， PD 的两个输入信号角频率相等 ，即 wi= w`V，而w`V是VCO输出信号经 n次分频后 的角频率，所以 VCO 输出角频率 wV 是输 入信号角频率 wi 的 n 倍，即 wV=nwi 。若输 入信号由晶振产生，分频器的分频比是可 变的，则可以得到一系列稳定的间隔为 wi 的角频率信号输出。
