锁相环频率合成器

上传人:汽*** 文档编号:477785584 上传时间:2023-04-20 格式:DOCX 页数:6 大小:227.04KB
返回 下载 相关 举报
锁相环频率合成器_第1页
第1页 / 共6页
锁相环频率合成器_第2页
第2页 / 共6页
锁相环频率合成器_第3页
第3页 / 共6页
锁相环频率合成器_第4页
第4页 / 共6页
锁相环频率合成器_第5页
第5页 / 共6页
点击查看更多>>
资源描述

《锁相环频率合成器》由会员分享,可在线阅读,更多相关《锁相环频率合成器(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。

1、锁相技术课程论文学 院:电子与信息工程专业班级:_学 号:_姓 名:指导教师:二OO九年十二月锁相环频率合成器南京信息工程大学 电子信息工程专业07(2)班张娟娟 20071305078摘要:本文系统地阐述了锁相环频率合成器的基本工作原理,较深入地分析了锁相环路的组 成和工作过程,仔细设计了原理图。为了改善环路的捕获性能,进一步抑制鉴相器输出电压 中的载频分量和高频噪声,降低由VCO控制电压的不纯而引起的寄生输出以及其他各种杂 散噪声,对环路滤波器进行了重点设计,合理选择和计算了环路的参数,进而使得集成锁相 环频率合成电路的功能得到了充分发挥,最后对设计进行了分析总结。关键词:锁相环;频率合成

2、;VCO;环路滤波0.引言:随着现代电子技术的发展,具有高稳定性和准确度的频率源已经成通信、雷达、仪 器仪表、高速计算机及导航系统的主要组成部分。高性能的频率源可通过频率合成技术获得。 随着大规模集成电路的发展,锁相式频率合成技术占有越来越重要的地位。由一个或几个高 稳定度、高准确度的参考频率源通过数字锁相频率合成技术可获得高品质的离散频率源。随 着集成电路制造工艺和无线通信技术的迅速发展,实现全集成、多制式、低成本的无线收发 器已成必然趋势。频率合成器作为无线收发器中的核心单元电路,是决定收发器性能好坏的 关键因素,也是实现全集成无线收发器的主要难点。1 锁相环频率合成器的原理1.1 锁相环

3、原理锁相环(PLL)是构成频率合成器的核心部件。主要由相位比较器(PD)、压控振荡器(VCO)、 环路滤波器(LP)和参考频率源组成。锁相环是一种利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号反馈控制电路。他的被控制量 是相位,被控对象是压控振荡器。如图1所示,如果锁相环路中压控振荡器的输出信号频率 发生变化,则输入到相位比较器的信号相位Ov(t )和0只0)必然会不同,使相位比较器输出一 个与相位误差成比例的误差电压Vd(t),经环路滤波器输出一个缓慢变化的直流电压Vc(t), 来控制压控振荡器输出信号的相位,使输入和输出相位差减小,直到两信号之间的相位差等 于常数。此时,压控振荡器的输出信号频

4、率和输入信号频率相等,且环路处于锁定状态。1.2 锁相环频率合成器原理 如图2所示,锁相环频率合成器是由参考频率源、参考分频器、相位比较器、环路滤波器、 压控振荡器、可变分频器构成。参考分频器对参考频率源进行分频,输出信号作为相位比较 器参考信号。可变分频器对压控振荡器的输出信号进行分频,分频之后返回到相位比较器输入端与参考信 号进行比较。当环路处于锁定时有fl=f2,因为fl=fr/M, f2二fo/N,所以有fo二Nfr/M。只 要改变可变分频器的分频系数N,就可以输出不同频率的信号。2 基于 CD4046 的锁相环频率合成器的设计2.1 集成锁相环 CD4046 介绍单片集成锁相环CD4

5、046采用CMOS电路工艺,特点是电源电压范围宽(318 V),输入阻抗 高(约100 MQ),动态功耗小。在电源电压VDD=15 V时最高频率可达1.2 MHz,常用在中、 低频段。CD4046内部集成了相位比较器I、相位比较器II、压控振荡器以及线性放大器、 源跟随器、整形电路等。相位比较器I采用异或门结构,使用时要求输入信号占空比为50%。当两路输入信号的高 低电平相异时,输出信号为高电平,反之,输出信号为低电平。相位比较器I的捕捉能力和 滤波器有关,选择合适的滤波器可以得到较宽的捕捉范围。相位比较器II由一个信号的上升沿控制,他对输入信号的占空比要求不高,允许输入非对称 波形,具有很宽

6、的捕捉范围。相位比较器II的输出和两路输入信号的频率高低有关,当14 脚的输入信号比3脚的比较信号频率低时,输出为逻辑0,反之则输出逻辑1。如果两信 号的频率相同而相位不同,当输人信号的相位滞后于比较信号时,相位比较器II输出的为正 脉冲,当相位超前时则输出为负脉冲。而当两个输入脉冲的频率和相位均相同时,相位比较 器II的输出为高阻态。压控振荡器需要外接电阻R1, R2和电容C1。R1, C1是充放电元件,电阻R2起到频率补偿 作用。VCO的振荡频率不仅和R1, R2以及C1的取值有关,还和电源电压有关,电源电压越 高振荡频率越高。CD4046引脚和外围电路图如图3所示。2.2 设计实例本设计

7、中输入为1kHz基准频率方波,输出可实现100kHz200kHz之间,以1 kHz为步长 的所有频率。可变分频器由8位2进制可预置向下计数器CD40103,本设计使用无源比例积分滤波器,选 择阻尼系数为0.707,无阻尼振荡频率为2n *50rad/s,电路如下图所示:6,CD40103注意Rl, R2, Cl的选取,选取不同同时根据所需情况注意选取合适的滤波器,设号,并合理设置可变分频8AAAr AAAr AAAr AAAr2.3 电路的在调试的VDDJUJICo/zr:-J2SPEJ3APEJ5CLRJ6CLOCKCLZD,R2, Cl系数N,就可获得不同频率范围的输出信 置不同的前置分频

8、系数即可改变频率间隔。3.元件值4总结 该电路由于频率范围和频率间隔可根据具体需要进行调节,且输出信号频率具有高稳定性和 准确性,可广泛作为离散信号源来使用,也可用于集成。此外,如用单片机对分频器的置数 端进行控制,可更加方便地实现频率的调整。5.结语通过对频率合成器的简单设计,我对锁相技术这门课程的理解得到了提高,理论联系实际的 能力也得到了提高,为今后在工程实践中灵活应用锁相打下电路基础。但在设计过程中也暴 露了一些问题,在选取计算元器件数值时,不能很好地理清思路,说明了自身知识掌握不牢 固,需要更努力地学习。参考文献:1张厥盛 郑继禹 万心平编著. 锁相技术(第1 版)西安:西安电子科技大学出版社,1994

展开阅读全文
相关资源
正为您匹配相似的精品文档
相关搜索

最新文档


当前位置:首页 > 机械/制造/汽车 > 综合/其它

电脑版 |金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号