通信電子電路 第八章 第2～3節(jié)

1、8 82 2 集成鎖相環(huán)芯片集成鎖相環(huán)芯片 集成鎖相環(huán)芯片類型較多，現(xiàn)介紹集成鎖相環(huán)芯片類型較多，現(xiàn)介紹CC4046和和J691以及以及NE564（工作頻率可工作頻率可50MHz）集成鎖相環(huán)。集成鎖相環(huán)。 一、一、CC4046集成鎖相環(huán)芯片集成鎖相環(huán)芯片 CC4046和和J691均為均為CMOS單片鎖相環(huán)路，單片鎖相環(huán)路，工作頻率工作頻率1MHz，其邏輯結構和引出端功能其邏輯結構和引出端功能完全相同，僅電參數(shù)略有差異。完全相同，僅電參數(shù)略有差異。1. CC4046邏輯圖和引出端功能圖邏輯圖和引出端功能圖CC4046包含相位比較器、壓控振蕩器兩部分，包含相位比較器、壓控振蕩器兩部分，使用時需使用

2、時需外接低通濾波器（阻、容元件）外接低通濾波器（阻、容元件）形成完整的鎖相環(huán)。形成完整的鎖相環(huán)。 內內部部 6.2V6.2V的齊納穩(wěn)壓管的齊納穩(wěn)壓管 在需要用的時候作為輔助電源在需要用的時候作為輔助電源。 1 1）壓控振蕩器）壓控振蕩器（VCO）nVCO部分需要一個外接電容和部分需要一個外接電容和外接電阻（或和），電阻和電外接電阻（或和），電阻和電容決定容決定VCO的頻率范圍，的頻率范圍， 受受VCO輸入電壓作用的源極跟隨輸入電壓作用的源極跟隨器在（器在（1010）端輸出（解調輸）端輸出（解調輸出）。出）。如果使用這一端時，應如果使用這一端時，應從（從（1010）端到）端到VSS外接一個電外接

3、一個電阻作為負載。如果不使用這個阻作為負載。如果不使用這個端子，可以允許斷開端子，可以允許斷開 2)2)相位比較器相位比較器 (1)(1)相位比較器相位比較器是異或門，使用時，要是異或門，使用時，要求輸入信號的占空比為求輸入信號的占空比為50% 50% n(2)(2)相位比較器相位比較器為四為四組邊沿觸發(fā)器。其相位組邊沿觸發(fā)器。其相位脈沖輸出（脈沖輸出（1 1端）表示端）表示輸入信號與比較器輸入輸入信號與比較器輸入信號的相位差。信號的相位差。 一、在調制解調技術中的應用一、在調制解調技術中的應用 1 1鎖相調頻電路鎖相調頻電路 2 2鎖相鑒頻電路鎖相鑒頻電路二、在空間技術上的應用二、在空間技術

4、上的應用 三、在穩(wěn)頻技術中的應用三、在穩(wěn)頻技術中的應用 1 1用于振蕩器的穩(wěn)定與提純。用于振蕩器的穩(wěn)定與提純。 2 2頻率合成器頻率合成器8.3 8.3 鎖相環(huán)路的應用鎖相環(huán)路的應用 一、在調制解調技術中的應用一、在調制解調技術中的應用 1 1鎖相調頻電路鎖相調頻電路 在普通的直接調頻電路中，振蕩器的中心頻率穩(wěn)在普通的直接調頻電路中，振蕩器的中心頻率穩(wěn)定度較差，而采用晶體振蕩器的調頻電路，其調頻范定度較差，而采用晶體振蕩器的調頻電路，其調頻范圍又太窄。采用鎖相環(huán)的調頻器可以解決這個矛盾。圍又太窄。采用鎖相環(huán)的調頻器可以解決這個矛盾。其鎖相調頻原理框圖如圖示。其鎖相調頻原理框圖如圖示。n實現(xiàn)鎖相

5、調頻的條件是調制信號的實現(xiàn)鎖相調頻的條件是調制信號的頻譜要處于低通濾波器通帶之外。頻譜要處于低通濾波器通帶之外。使壓控振蕩器的中心頻率鎖定在穩(wěn)使壓控振蕩器的中心頻率鎖定在穩(wěn)定度很高的晶振頻率上，定度很高的晶振頻率上，而隨著輸而隨著輸入調制信號的變化，振蕩頻率可以入調制信號的變化，振蕩頻率可以發(fā)生很大偏移。發(fā)生很大偏移。這種鎖相環(huán)路稱載這種鎖相環(huán)路稱載波跟蹤型波跟蹤型PLL。n圖為圖為CC4046CC4046用于鎖用于鎖相調頻的實際電路。相調頻的實際電路。晶振接于晶振接于1414端，調端，調制信號從制信號從9 9端加入，端加入，調頻波中心頻率鎖調頻波中心頻率鎖定在晶振頻率上，定在晶振頻率上，在在

6、 3 3與與4 4的連接端的連接端得到調頻信號。得到調頻信號。nVCOVCO的頻率可用的頻率可用100100k的電位器調節(jié)。的電位器調節(jié)。CC4046CC4046的最高工的最高工作頻率為作頻率為1.21.2MHz。2 2鎖相鑒頻電路鎖相鑒頻電路n用鎖相環(huán)路可實現(xiàn)調頻信號的解調。如果將環(huán)用鎖相環(huán)路可實現(xiàn)調頻信號的解調。如果將環(huán)路的頻帶設計得足夠寬路的頻帶設計得足夠寬 ，則壓控振蕩器的振，則壓控振蕩器的振蕩頻率跟隨輸入信號的頻率而變。蕩頻率跟隨輸入信號的頻率而變。若壓控振蕩若壓控振蕩器的電壓器的電壓- -頻率變換特性是線性的，則加到壓頻率變換特性是線性的，則加到壓控振蕩器的電壓，即環(huán)路濾波器輸出電

7、壓的變控振蕩器的電壓，即環(huán)路濾波器輸出電壓的變化規(guī)律必定與調制信號的規(guī)律相同。故從環(huán)路化規(guī)律必定與調制信號的規(guī)律相同。故從環(huán)路濾波器的輸出端，可得到解調信號。濾波器的輸出端，可得到解調信號。用鎖相環(huán)用鎖相環(huán)進行已調頻波解調是利用鎖相環(huán)的跟蹤特性，進行已調頻波解調是利用鎖相環(huán)的跟蹤特性，這種電路稱調制解調型這種電路稱調制解調型PLLPLL。nCC4046用于調頻信號解調實際電路用于調頻信號解調實際電路 ：調：調頻信號頻信號FMFM從相位比較器從相位比較器I I輸入（輸入（1414端）端）nPLL入鎖后，入鎖后，VCO的振蕩頻率將跟蹤調頻的振蕩頻率將跟蹤調頻信號的頻率變化，經低通濾波器濾去載頻信號

8、的頻率變化，經低通濾波器濾去載頻信號后，從信號后，從1010端輸出解調信號。端輸出解調信號。 利用一個頻率既準確又穩(wěn)定的晶振信號利用一個頻率既準確又穩(wěn)定的晶振信號產生一系列頻率準確的信號設備叫做頻率合產生一系列頻率準確的信號設備叫做頻率合成器。成器。 1 1）基本思路）基本思路 利用綜合或合成的手段。利用綜合或合成的手段。綜合晶體振蕩綜合晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度、準確度高和可變頻率振蕩器器頻率穩(wěn)定度、準確度高和可變頻率振蕩器改換頻率方便的優(yōu)點，改換頻率方便的優(yōu)點，克服了晶振點頻工作克服了晶振點頻工作和可變頻率振蕩器頻率穩(wěn)定度、準確度不高和可變頻率振蕩器頻率穩(wěn)定度、準確度不高的缺點，而形成了頻率合成技術。的缺點，而形成了頻率合成技術。2 2頻率合成器頻率合成器3 3）鎖相環(huán)構成頻率合成器原理）鎖相環(huán)構成頻率合成器原理n輸入信號頻率輸入信號頻率fi ，經固定分頻（，經固定分頻（M 分頻）后得到基準頻分頻）后得到基準頻率率f1 ，把它輸入到相位比較器