高頻電子技術(shù)課程設(shè)計瑣相環(huán)數(shù)字頻率合成器設(shè)計

1、上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子系課程設(shè)計姓 名 學(xué) 號 zd06010037 姓 名 學(xué) 號zd06010034 2007年12月28日課程設(shè)計任務(wù)書1課程名稱 高頻電子技術(shù)2課程性質(zhì) 必修3 適用年級 06級4適用專業(yè) 應(yīng)用電子5 設(shè)計項目 瑣相環(huán)數(shù)字頻率合成器6 實(shí)驗(yàn)要求 選開7 選題要求 最多組數(shù)2組 每組最多人數(shù)2人8 指導(dǎo)老師 吳國輝 職稱:高級工程師9設(shè)計目的9.1 進(jìn)一步熟悉高頻電子技術(shù)主要理論知識9.2 能綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)驗(yàn)問題9.3 能根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行系統(tǒng)的9.4 能用正確的方法進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)調(diào)試10 計要求10.1 輸出頻率為1khz500khz10.2

2、 頻率間隔1khz10.3 基準(zhǔn)間隔1khz10.4 輸出頻率可預(yù)置1khz500khz10.5 基準(zhǔn)頻率1khz晶振10.6 輸出電壓3vp-p 1mhz 分頻1khz10.7 輸出波形、方波或正弦(任意選) co4046 lm56510.8 采用dc 12v電源 lm562(30mhz)10 課程設(shè)計的進(jìn)度安排3.1 12月17日到12月21日完成初稿3.2 12月21日到12月28日完成11 完成時間12月28日完成11參考書目11.1 黃亞平 高頻電子技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 11.2 胡宴如 高頻電子線路 北京 高等教育出版社 199311.3 劉 騁 高頻電子技術(shù) 北京

3、 人民郵電出版社 2006任務(wù)下達(dá)時間 2007年12月17日課程設(shè)計評分標(biāo)準(zhǔn)（選開實(shí)驗(yàn)）姓名：陸燕英 蘇翼騰 年級：06級 專業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 班級：（1）班 總分：考核項目平 時 成 績設(shè) 計 報 告總成績考核內(nèi)容態(tài)度、紀(jì)律（20%）設(shè)計報告書寫和水平（80%）考核環(huán)節(jié)團(tuán)結(jié)協(xié)作有鉆研精神愛護(hù)公物文明衛(wèi)生遵守紀(jì)律和制度摘要符合要求、語句通順、內(nèi)容充實(shí)、圖表和曲線清晰符合規(guī)范、文字規(guī)范。方案選擇、論證、設(shè)計、計算正確。分值66880100評分評分教師： 評分時間： 年月 日課程設(shè)計報告年級 06級 專業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù) 班級 1班 姓名 陸 燕 英同組人 蘇翼騰 指導(dǎo)老師 吳國輝 職稱 高級工

4、程師課程名稱 高頻電子技術(shù)課程性質(zhì) 必修設(shè)計項目 瑣相環(huán)數(shù)字頻率合成器指導(dǎo)老師 吳國輝 職稱 高級工程師1. 設(shè)計目的1.1 進(jìn)一步熟悉高頻電子技術(shù)主要理論知識1.2 能綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)驗(yàn)問題1.3 能根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行系統(tǒng)的1.4 能用正確的方法進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)調(diào)試2. 設(shè)計要求2.1 輸出頻率為1hkhz500kz2.2 頻率間隔1khz2.3 基準(zhǔn)間隔1khz2.4 輸出頻率可預(yù)置1khz500khz2.5 基準(zhǔn)頻率1khz晶振2.6 輸出電壓3vp-p 1mhz 分頻1khz2.7 輸出波形、方波或正弦(任意選) co4046 lm5652.8 采用dc 12v電源 lm562(30m

5、hz)3 課程設(shè)計進(jìn)程安排3.1 12月17日到12月21日完成初稿3.2 12月21日到12月28日完成瑣相環(huán)數(shù)字頻率合成器摘要 分析了數(shù)字鎖相環(huán)中,各環(huán)路參數(shù)對頻率合成器技術(shù)的指標(biāo)的影響,介紹了含有微波混頻單元的鎖相方案,該方案可提高環(huán)路參數(shù)的一致性,并給出了利用這種方法實(shí)現(xiàn)頻率合成器的實(shí)例。關(guān)鍵詞 瑣相環(huán) 頻率合成器1引言 頻率合成技術(shù)是近代射頻微波系統(tǒng)的主要信號源。目前廣泛采用是數(shù)字式頻率合成器，一般由晶體振蕩器、分頻器、鑒相器、濾波器和vco）（壓控振蕩器）等組成，將晶體振蕩器輸出的頻率信號分頻得到標(biāo)準(zhǔn)信號，然后與vco輸出的頻出的頻率信號在鑒相中進(jìn)行相中進(jìn)行相位比較，產(chǎn)生環(huán)路鎖定控

6、制電壓，該電壓通過濾波器加到vco上，使對vco輸出的信號進(jìn)行控制和較正，直到環(huán)路被鎖定為止。2 方案設(shè)計及論證方案一 基本單環(huán)鎖相頻率合成器 壓控振蕩器低通濾波器相位比較器r晶體振蕩器 n頻率代碼. 圖1 基本單環(huán)鎖相頻率合成器框圖圖中晶體振蕩器產(chǎn)生高穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)頻率fs ，由于鑒頻器器pd的工作頻率較低，所以標(biāo)準(zhǔn)頻率fs經(jīng)固定分頻器除r分頻后得到鑒相器所需的基準(zhǔn)頻率fr。壓控振蕩器vco的輸出頻率f0經(jīng)程序分頻器除n分頻后得到fv,fr與fv在鑒相器中進(jìn)行相位比較，當(dāng)環(huán)路進(jìn)入鎖定狀態(tài)后，fr=fv,所以壓控振蕩器的輸出頻率f0=nfv=nfr程序分頻器的分頻比n的數(shù)值，可由編程輸入不同的頻

7、率代碼改變，這樣合成器輸出的頻率f0就有n個頻率，頻道間的頻率間隔為基準(zhǔn)頻率fr。方案二 鎖相式數(shù)字頻率合成器百位十位個位vco低通濾波器相位比較器1khz方波輸入電路 vco輸出 圖2鎖相式數(shù)字頻率合成器電路框圖圖中的相位比較器與壓控振蕩器vco由鎖相環(huán)的lm4046組成。1/n分頻電路是一個三級可預(yù)置數(shù)分頻器，各級都采用可預(yù)置數(shù)bcd碼同步1/n制計數(shù)器mc14552，每級的分頻比可由單片機(jī)去控制，也可用4位小型撥動開關(guān)8421bcd形式對該級計數(shù)器進(jìn)行預(yù)置數(shù)，分頻比可選擇的范圍為0999，總共可生成999個頻率點(diǎn)，它是構(gòu)成鎖相式數(shù)字頻率合成器的主要單元電路，稱之為程序分頻器tn按所需的分

8、頻比n，預(yù)先輸入百位、十位和個位的數(shù)據(jù)后，給4046鎖相環(huán)比較器（第14引腳pd11），輸入頻率為fr的方波信號ur；壓控振蕩器產(chǎn)生頻率為f0的輸出信號u0，經(jīng)程序分頻器tn后，得到頻率為fv的比較信號uv，送至相位比較器（第3引腳pd12)。這兩個信號在相位比較器中進(jìn)行比較，當(dāng)鎖相環(huán)鎖定后，可得到；fr=fv其中fv=f0/n 代入得：fr=f0/n即：f0=n*fr由此可知，當(dāng)fr固定不變，改變?nèi)壋绦蚍诸l器的分頻比n，vco的輸出振蕩頻率（也就是頻率合成器的輸出頻率）f0就會得到相應(yīng)地改變。論證 由于方案二采用了數(shù)字式調(diào)節(jié)比較方便、范圍大、頻率寬、靈敏度高，精度比較準(zhǔn)確，而方案一采用的是

9、單環(huán)：采用倍頻頻率范圍窄，精度不難，故采用方案二鎖林式數(shù)字頻率合成器。4 電路設(shè)計4.1 晶體振蕩器該電路采用兩個74ls00tt2“與非”門振蕩頻率可達(dá)18mhz。兩個820歐姆電阻必須根據(jù)所選取的振蕩頻率精心調(diào)整確定。 4.2 分頻器 4.2系統(tǒng)電路設(shè)計5. 調(diào)試方法5.1準(zhǔn)備工作1。在實(shí)驗(yàn)箱上找到本次實(shí)驗(yàn)所用的單元電路，認(rèn)清各個器件的功能的作用。其中sw801、sw802、sw803分別為程序分頻的預(yù)置數(shù)的撥動開關(guān)（向上置“1”，向下置“0”），開關(guān)sw804用以選擇r、c元件，以確定自由振蕩的頻率。2. 按前述的實(shí)驗(yàn)步驟開戶電源，按下+12v總電源開關(guān)k2，數(shù)字信號發(fā)生器實(shí)驗(yàn)單元電源開

10、關(guān)k000和本實(shí)驗(yàn)單元開關(guān)k000。5.2基本鎖相環(huán)的觀察短接k801-2，將數(shù)字信號發(fā)生器單元的1k方波信號輸入至鎖相環(huán)u801的輸入端通過開關(guān)sw804接入適當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙荩檬静ㄆ黝l率計臨監(jiān)視輸入方波波形，并記錄之。在tp801和tp802處應(yīng)能觀測到同頻同寬，但不一定同相的波形。5.3 觀察鎖相式數(shù)字頻率合成器1. 通過對sw801、sw802、sw803三個撥動開關(guān)的操作，設(shè)置任意一個分頻比n，并適當(dāng)接入部分阻容值，可觀測到基本鎖相環(huán)壓控振蕩器輸出的跟蹤波形，記錄并繪出波形圖。2. 改變分頻比n，并通過開關(guān)sw804接入適當(dāng)?shù)碾娙?，以保持適當(dāng)?shù)臅r間常數(shù)。再重復(fù)1的步驟。6. 小結(jié)鎖相

11、環(huán)數(shù)字頻率合成器結(jié)果表明在濾波器帶寬和vco的載波最大變化范圍內(nèi)，可產(chǎn)生多個頻率穩(wěn)定的輸出信號，鎖相環(huán)路中壓控振蕩器的輸出信號頻率發(fā)生變化，則輸入相位比較器的信號相位會不同，鎖相環(huán)路由鑒相器，環(huán)路濾和壓控振蕩器組成，它利用輸入與輸出信號的相位誤差面過鑒相器得到控制電壓，經(jīng)濾波去除干擾后控制壓控振蕩器的頻率，達(dá)到鎖定。7. 參考書目3.1黃亞平 高頻電子技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 3.2胡宴如 高頻電子線路 北京 高等教育出版社 19933.3劉 騁 高頻電子技術(shù) 北京 人民郵電出版社 2006元件清單序號元件型號單位數(shù)量備注1電阻器2rj-1/2w-10k300k只73電容器4rx1

12、w只2c54522塊36lm4046塊17晶振8開關(guān)塊3sw801 sw802 sw803 9非門塊374ls00心得體會 經(jīng)過一個星期的課程設(shè)計，本人在吳國輝老師辛勤的指導(dǎo)下，順利完成該課程設(shè)計。通過該課程設(shè)計，收獲頗多。掌握了工作的基本過程及其各階段的基本任務(wù)，熟悉了鎖相環(huán)數(shù)字頻率合成總流程框圖與基本電路圖的生成過程，構(gòu)造工具及其相關(guān)的技術(shù)對課本上的知識有了更深的理解，原來以很深奧的書本知識變的更簡單，對實(shí)驗(yàn)原理有了更深的理解。同時，在吳國輝教師的身上學(xué)到了很多實(shí)用的知識，在此表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師致謝詞再次表示忠心的感謝！尊敬的吳老師： 感謝我們的導(dǎo)師吳國輝老