鎖相環(huán)課件-20150401

1、鎖相環(huán)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）初步認(rèn)識(shí)并正確應(yīng)用鎖相環(huán)（CC4046）；（2）初步掌握利用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)倍頻的設(shè)計(jì)及調(diào)試方法。鎖相環(huán)原理鎖相環(huán)是一種以消除頻率誤差為目的的反饋控制電路，其基本原理是利用相位誤差去消除頻率誤差。當(dāng) VCO 信號(hào)頻率 與輸入信號(hào)頻率 足夠接近并在相位上保持某種特定關(guān)系時(shí)，稱之為“相位鎖定”。鎖相環(huán)在相位鎖定的狀態(tài)下，輸入信號(hào)頻率 發(fā)生變化時(shí)， VCO 輸出信號(hào) 也將跟著變化，并且嚴(yán)格保持一致，這就是鎖相環(huán)的環(huán)路跟蹤。 COfififCOfPCI：異或相位比較器，當(dāng)PHI1和PHI2輸入占空比為50%的信號(hào)波形時(shí)，PHO1的波形的占空比與二輸入信號(hào)的相位差 有關(guān)PCII：為邊

2、沿觸發(fā)式相位比較器，它僅在二輸入信號(hào)的上升沿起作用，可接受任意占空比的輸入信號(hào)。之間不接時(shí)，振蕩頻率在max2f0R實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一：壓控振蕩器的壓控特性測量（萬用表）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一：壓控振蕩器的壓控特性測量（萬用表）步驟：步驟： 將將10k的電位器一頭接地，一頭接的電位器一頭接地，一頭接VDD電源，中心滑動(dòng)頭接電源，中心滑動(dòng)頭接VCO輸入，輸入，然后調(diào)節(jié)電位器，使然后調(diào)節(jié)電位器，使VCO輸入電壓輸入電壓Vd由小到大變化（由小到大變化（ Vd=0V、1V、2V、3V、4V、5V），測出以下三種情況下的），測出以下三種情況下的VCO的的f-V曲線。曲線。（1）R2不接，不接，R1=10k，C1=120pF

3、，VDD=+5V（2）R2=10k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V *（3）R2=100 k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V壓控振蕩器的壓控特性測量原理圖壓控振蕩器的壓控特性測量原理圖9456 71112VVDD5實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二：基本鎖相環(huán)鎖定與跟蹤的觀察實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二：基本鎖相環(huán)鎖定與跟蹤的觀察步驟：步驟：（1）將鎖相環(huán)接成基本的閉環(huán)頻率反饋系統(tǒng)；）將鎖相環(huán)接成基本的閉環(huán)頻率反饋系統(tǒng)； 壓控振蕩器的振蕩元器件同上；壓控振蕩器的振蕩元器件同上；（2）測出壓控振蕩器不同元器件取值時(shí)基本鎖相環(huán)的跟蹤范圍）測出壓控振蕩器不同元器件取值時(shí)基本鎖相環(huán)的跟蹤范圍 將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器將

4、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器PULSE輸出的方波信號(hào)加到鎖相環(huán)的輸入端，輸出的方波信號(hào)加到鎖相環(huán)的輸入端，當(dāng)方波信號(hào)頻當(dāng)方波信號(hào)頻 率率 等于等于VCO中心頻率時(shí)，鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)，此中心頻率時(shí)，鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)，此時(shí)通過雙蹤示波器可以看到，輸入信號(hào)時(shí)通過雙蹤示波器可以看到，輸入信號(hào) 與與VCO的輸出的輸出 兩者頻兩者頻率相等，率相等，僅存在固定的相位差僅存在固定的相位差，當(dāng)緩緩改變輸入信號(hào)頻率時(shí)，當(dāng)緩緩改變輸入信號(hào)頻率時(shí)，VCO輸出的頻率隨著改變，鎖相環(huán)處于跟蹤狀態(tài)；當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過輸出的頻率隨著改變，鎖相環(huán)處于跟蹤狀態(tài)；當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過一定的范圍時(shí)，一定的范圍時(shí)，VCO的輸出波形由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定

5、，鎖相環(huán)進(jìn)入的輸出波形由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定，鎖相環(huán)進(jìn)入“失鎖失鎖” 狀態(tài)狀態(tài)ifIVOV鎖相環(huán)鎖定與跟蹤的觀察原理圖鎖相環(huán)鎖定與跟蹤的觀察原理圖34%)30%10(RR 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三 、 用用CC4046、CC4526組成一個(gè)倍頻電路組成一個(gè)倍頻電路 （其倍頻數(shù)其倍頻數(shù)N=115可預(yù)置可預(yù)置）用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)倍頻的原理用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)倍頻的原理cocoNff實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用）用CC4526設(shè)計(jì)一個(gè)九進(jìn)制計(jì)數(shù)器，測繪各關(guān)鍵點(diǎn)的波設(shè)計(jì)一個(gè)九進(jìn)制計(jì)數(shù)器，測繪各關(guān)鍵點(diǎn)的波 形，形，（注意觸發(fā)源的選擇）。（注意觸發(fā)源的選擇）。 （2）設(shè)計(jì)并連接九倍頻電路，鎖相環(huán)的壓控振蕩器參數(shù)選?。┰O(shè)計(jì)并連接九

6、倍頻電路，鎖相環(huán)的壓控振蕩器參數(shù)選取 R2=10k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V。（3）觀察環(huán)路跟蹤情況，并用示波器測出對輸入信號(hào)的跟蹤范）觀察環(huán)路跟蹤情況，并用示波器測出對輸入信號(hào)的跟蹤范 圍。圍。（4）在中心頻率處測出）在中心頻率處測出 的波形的波形2IoiPHVCOV，數(shù)字式占空系數(shù)測定儀數(shù)字式占空系數(shù)測定儀占空系數(shù)測定儀的基本框圖占空系數(shù)測定儀的基本框圖譯碼顯示寄存2位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器鎖相環(huán)abcd被測信號(hào)各點(diǎn)波形對應(yīng)關(guān)系各點(diǎn)波形對應(yīng)關(guān)系計(jì)數(shù)的最高位指標(biāo)要求：指標(biāo)要求：（1） 被測信號(hào)頻率范圍被測信號(hào)頻率范圍100Hz5KHz（2） 量程量程099%（3） 分辨率分辨率1

7、%（4） 電源電壓：電源電壓：+5V（5） 被測信號(hào)由被測信號(hào)由555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，占空比范圍定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，占空比范圍10-90%KHzfKHzf500,10maxmin為：壓控振蕩器的振蕩頻率由指標(biāo)要求可知：2, 0minRf所以，（1）,12minCRf、的值可確定由。的值確定由12minmax/RRff（2）pFCKRMR150,10,1112查表，初步選定步驟1：選定R1、R2、C1、R3、R4、C2步驟2：測VCO特性曲線 若不合要求，返回步驟1調(diào)整參數(shù)步驟3：測基本鎖相環(huán)的跟蹤范圍 若不合要求，返回步驟1調(diào)整參數(shù)步驟4：接入倍頻電路，測跟蹤范圍 若不合要求，返回步驟1調(diào)整參數(shù)步驟5：聯(lián)成占空系數(shù)測定儀， 選定一個(gè)中間頻率，改變占空比，比較電路輸出和示波器測量結(jié)果，誤差應(yīng) 1%思考題1鎖相環(huán)鎖定與失鎖的標(biāo)志是什么？如何用示波器來判別 ？2輸入信號(hào)頻率 fi