設(shè)計5頻率合成器設(shè)計

1、設(shè)計設(shè)計5 頻率合成器設(shè)計頻率合成器設(shè)計學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)目的： 1.了解數(shù)字鎖相環(huán)了解數(shù)字鎖相環(huán)CC4046的基本原理的基本原理 2.掌握用集成電路鎖相環(huán)構(gòu)成的鎖相倍頻電路掌握用集成電路鎖相環(huán)構(gòu)成的鎖相倍頻電路 的設(shè)計與調(diào)試的設(shè)計與調(diào)試一、鎖相環(huán)的基本原理一、鎖相環(huán)的基本原理1.鎖相環(huán)原理框圖鎖相環(huán)原理框圖相位比較器低通濾波器壓控振蕩器iif vvf )(tVe)(tVdiuou常數(shù)常數(shù)鎖定時，鎖定時， iviv,ff 2.鎖相環(huán)的主要參數(shù)鎖相環(huán)的主要參數(shù) （1）捕捉帶）捕捉帶 捕捉帶是指鎖相環(huán)處于一固有振蕩頻率捕捉帶是指鎖相環(huán)處于一固有振蕩頻率 ，并，并當(dāng)輸入的頻率當(dāng)輸入的頻率 偏離偏離 上限

2、值上限值 或下限值或下限值 時，時，環(huán)路還能鎖定，則稱環(huán)路還能鎖定，則稱vf vfvfifmaxifminifminmaxiivfff （2）同步帶）同步帶同步帶是指從鎖定開始，改變輸入信號的頻率同步帶是指從鎖定開始，改變輸入信號的頻率 直到直到PLL失鎖（從鎖定到失鎖），這段頻率范失鎖（從鎖定到失鎖），這段頻率范圍稱為同步帶。圍稱為同步帶。Lf ifvLff （3）壓控振蕩器的控制特性曲線）壓控振蕩器的控制特性曲線 壓控振蕩器的瞬時頻率壓控振蕩器的瞬時頻率 與控制電壓與控制電壓 的的關(guān)系曲線關(guān)系曲線)(tVd)(tv )(tv )(tVd0v )()(tVktdvvv 當(dāng)當(dāng)0)(tVd時，時

3、，VCO的固有的固有頻頻 率為率為v 3.數(shù)字鎖相環(huán)數(shù)字鎖相環(huán)CC4046及其倍頻作用及其倍頻作用 （1） CC4046的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳圖P.366. 4046引腳圖引腳圖 INH使能端使能端 INH=0 固有振蕩頻率固有振蕩頻率fv決定決定于于R1、R2和定時電容和定時電容Ct，一般取一般取 2R R3、R4與與C2組成組成低通濾波器，濾除相位低通濾波器，濾除相位比較器輸出雜波，截止比較器輸出雜波，截止頻率頻率243C)RR(1 當(dāng)當(dāng)VDD一定時，一定時，fv與與R1、Ct關(guān)系曲線見關(guān)系曲線見圖圖10.1.6(P367)(2)鎖相倍頻鎖相倍頻相位比較器低通濾波器壓控振蕩器i

4、if vvf )(tVe)(tVdiuouNof為頻率間隔為頻率間隔，、可得可得可變，則可變，則如如鎖相環(huán)鎖定時，鎖相環(huán)鎖定時，iiiioioovif.f3f2ffNNff,Nfff (3)頻率合成器主要技術(shù)指標(biāo)頻率合成器主要技術(shù)指標(biāo) 頻率范圍頻率范圍 頻率間隔頻率間隔 波道數(shù)波道數(shù) 頻率轉(zhuǎn)換時間頻率轉(zhuǎn)換時間 頻率精度與準(zhǔn)確度頻率精度與準(zhǔn)確度二、設(shè)計課題二、設(shè)計課題已知：電源電壓已知：電源電壓VDD=+5V,晶振晶振1、2MHz,用用 CC4046設(shè)計一頻率合成器。設(shè)計一頻率合成器。主要技術(shù)指標(biāo)：主要技術(shù)指標(biāo)： 工作頻率：工作頻率：100Hz100KHz 分三頻段：分三頻段：100Hz1KHz

5、(間隔間隔100Hz） 1KHz10KHz(間隔間隔1KHz） 10KHz100KHz(間隔間隔10KHz）頻率合成器組成框圖頻率合成器組成框圖晶振固定分頻器鎖相環(huán)可變分頻器uo1.晶振（晶振（2MHz) 晶體和反相器組成多諧振蕩器，反相器采用晶體和反相器組成多諧振蕩器，反相器采用74LS04 (六反相器）六反相器） 。JT、R1、R2、C1、G1、G2組成多諧振蕩器組成多諧振蕩器C2：防寄生振蕩：防寄生振蕩G3：為了改善輸出波形：為了改善輸出波形2.固定分頻器固定分頻器采用一片采用一片74LS74二分頻和四片二分頻和四片74LS90十分頻十分頻3.可變分頻器可變分頻器采用采用74LS191；

6、可預(yù)置；可預(yù)置4位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器可構(gòu)成加計數(shù)器或減計數(shù)器當(dāng)CTEN=0,LOAD=1為計數(shù)狀態(tài)當(dāng)D/U=0，加計數(shù) D/U=1，減計數(shù) LOAD=0.置數(shù)當(dāng)加計數(shù)到最大值或減計數(shù)到0時，12腳輸出一個正脈沖，13腳輸出一個負(fù)脈沖。設(shè)置為加計數(shù)工作狀態(tài)設(shè)置為加計數(shù)工作狀態(tài)預(yù)置數(shù)最大模值分頻數(shù)預(yù)置數(shù)最大模值分頻數(shù)通過撥碼開關(guān)通過撥碼開關(guān)S3預(yù)置數(shù)據(jù)預(yù)置數(shù)據(jù)DCBA=0110時，時，N=10DCBA=0111時，時，N=9DCBA=1000時，時，N=8. . . . . . .DCBA=1110時，時，N=1每個頻段得到每個頻段得到10個頻率點(diǎn)個頻率點(diǎn)4.數(shù)字鎖相環(huán)數(shù)字鎖相環(huán)4046三頻段：三頻段：100Hz1KHz(間隔間隔100Hz） 定時電容定時電容Ct=0.01uF，定時電阻，定時電阻R1=10K 1KHz10KHz(間隔間隔1KHz） 定時電容定時電容Ct= 1000PF ，定時電阻，定時電阻 R1=10K 10KHz100KHz(間隔間隔10KHz） 定時電容定時電容Ct=100PF?,定時電阻定時電阻R1=10K采用轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)頻段變換采用轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)頻段變換三、安裝與調(diào)試三、安裝與調(diào)試（1）晶振輸出）晶振輸出2MHz信號信號（2）74LS74二分頻輸出二分頻輸出1MHz信號信號（3）74LS90十分頻輸出十分頻輸出100KHz、10KHz