锁相环频率合成技术

锁相环与频率合成技术王滴2008年1月6日目录LC震荡电路与晶体振荡电路的比较PLL的特点及应用PLL的框架及结构PLL工作原理及频率锁定过程PLL的框图PLL的关键器件及指标PLL电路分析PLL效果演示LC震荡电路LC振荡电路“跑频”严重：1，温漂2，电感形变3，电源电压改变晶体振荡电路频率稳定频率只能微调晶体振荡电路振荡电路的应用需求举例PLL的特点及应用特点：1，数字化的接口2，频率在一定范围内可调3，能实现信道的快速准确切换（跳频通信）4，利用基准频率，产生一系列等间隔的离散频率5，大大提高了电路的抗干扰能力应用：1，接收机本地振荡2，发射机载波3，信号发生器PLL的框架及结构鉴相器（PD）：用以比较ui、uo相位，输出反映相位误差的电压uD(t)环路滤波器（LF）：用以滤除误差信号中的高频分量和噪声，提高系统稳定性。压控振荡器（VCO）：在uC(t)控制下输出相应频率fo鉴相器环路滤波器压控振荡器输入信号(参考信号)ui(t)wiuo(t)uD(t)uC(t)uo(t)wo输出锁相环工作原理若wi≠wo，则ui(t)和uo(t)之间产生相位变化→uD(t)与瞬时误差相位成正比→uc(t)滤除了高频分量和噪声→wo，去接近wi最终使wi=wo，相位误差为常数，环路锁定，这时的相位误差称为剩余相位误差或稳态相位误差。鉴相器环路滤波器压控振荡器输入信号(参考信号)ui(t)wiuo(t)uD(t)uC(t)uo(t)wo输出wo频率锁定过程(1)若fo(t)fi(t)→Ud(t)↗→Uc(t)↗→fo(t)↘→fi(t)=fo(t)(2)若fo(t)fi(t)→Ud(t)↘→Uc(t)↘→fo(t)↗→fi(t)=fo(t)PLL系统完整框图加入PLL系统后的接收机框图锁相环IC举例(MB1504应用电路)123456781615141312111095vLOCKDET6.4MHz30p18p1k39p4.7m1000.001m10m10m47k2.2k1000.1m2.2k82010m10k0.1m2.2k33k33k33k15k15k15kMB15040.001mfinCVTP100p100p100pClockDataLEPLL的关键器件及指标频率偏移量步进，最小频率间隔频率稳定度锁定时间信号频谱纯度PLL电路分析电路图A（锁相环三极管调频电路的实现）电路图B1（LC调谐收音机）电路图B2（数字调谐收音机）电路图C（自带锁相环调频IC）电路图D（自带锁相环调频IC）PLL效果演示锁相环频率合成器实现扫频通过CPU不断改变可编程分频器（N）的置数，实现VCO输出信号在某个频率区间（f1~f2）等间隔跳变，简称扫频。参考公式：fo=Nfr结束谢谢观赏新手上路，多多指教！