鎖相環(huán)路：第6章 鎖相環(huán)路的應(yīng)用（8學(xué)時(shí)）

1、教案紙 第6章 鎖相環(huán)路的應(yīng)用（8學(xué)時(shí)）【主要講授內(nèi)容及時(shí)間分配】6.1 跟蹤濾波器（25分鐘）6.3 頻率合成（15分鐘）【重點(diǎn)與難點(diǎn)】1、重點(diǎn)：馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及其工作原理；十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制及相互間的轉(zhuǎn)換方法；數(shù)值的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示；ASCII碼。2、難點(diǎn)：十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制及相互間的轉(zhuǎn)換；數(shù)值的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示； ASCII碼?！窘虒W(xué)要求】1、了解計(jì)算機(jī)發(fā)展史；2、掌握馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)；3、掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及其工作原理；4、掌握數(shù)值在計(jì)算機(jī)中的表示方法（4種數(shù)制及其轉(zhuǎn)換；原碼、反碼、補(bǔ)碼）；ASCII碼?！緦?shí)施方法】課堂講授，PPT配合6.1 跟

2、蹤濾波器跟蹤濾波器是一個(gè)帶通濾波器，其中心頻率能自動(dòng)地跟蹤輸入信號(hào)載波頻率的變化。由鎖相環(huán)路工作原理知道，鎖相環(huán)路本身就具有這樣的性能，只是其輸出信號(hào)的相位可能(取決于所用鑒相器的類型)與輸入信號(hào)相位差90而已。圖6-1(b)為輸入衰落信號(hào)情況下，鎖相環(huán)路的輸入與輸出信號(hào)的波形。鎖相環(huán)路作為跟蹤濾波器時(shí)應(yīng)從壓控振蕩器輸出uo(t)，在窄帶設(shè)計(jì)條件下它是經(jīng)過提純的輸入信號(hào)載波，可用于信號(hào)的相干解調(diào)等。根據(jù)壓控振蕩器的特性，它的瞬時(shí)振蕩頻率當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，v(t)=i(t)，因而跟蹤特性鎖相環(huán)路的跟蹤特性是可以測量的。以CMOS集成鎖相環(huán)路5G4046構(gòu)成的跟蹤濾波器如圖6-2(a)。在電源電壓為1

3、0V，中心頻率fo=100kHz的情況下，用XY記錄儀直接測得的結(jié)果如圖6-2(b)。 當(dāng)輸入頻率下降時(shí)得到圖中實(shí)線，在fi=f3=1208kHz處環(huán)路捕獲，在fi=f1=41kHz處失鎖。由此可算得環(huán)路的同步帶捕獲帶 頻率特性鎖相環(huán)路對(duì)輸入高頻信號(hào)的帶通特性是由環(huán)路傳遞函數(shù)的低通特性所決定的。設(shè)輸入信號(hào)被正弦音頻信號(hào)調(diào)頻，則輸入瞬時(shí)頻率為式中c是載頻；為調(diào)制音頻；為峰值頻偏。 根據(jù)第一章的定義，輸入相位為只要環(huán)路工作在線性范圍，環(huán)路濾波器的輸出uc(t)也是頻率為的正弦波，它的幅度為式中H(j)是環(huán)路的閉環(huán)頻率響應(yīng)；1(j)是正弦相位信號(hào)1(t)的幅度。根據(jù)(6-2)式將(6-4)式代入(6

4、-3)式得到 6.3 頻率合成一、概述頻率合成器是將一個(gè)高精確度和高穩(wěn)定度的標(biāo)準(zhǔn)參考頻率，經(jīng)過混頻、倍頻與分頻等對(duì)它進(jìn)行加、減、乘、除的四則運(yùn)算，最終產(chǎn)生大量的具有同樣精確度和穩(wěn)定度的頻率源。 頻率合成的方法主要有三種。最早的合成方法被稱為直接頻率合成，它利用混頻器、倍頻器、分頻器和帶通濾波器來完成對(duì)頻率的四則運(yùn)算。典型的一種直接合成模塊為雙混頻分頻模塊，如圖6-19。 應(yīng)用鎖相環(huán)路的頻率合成方法稱為間接合成。它是目前應(yīng)用最為廣泛的一種頻率合成方法。鎖相頻率合成的基本框圖如圖6-20。在環(huán)路鎖定時(shí)，鑒相器兩輸入的頻率相同，即fd是VCO輸出頻率fo經(jīng)N次分頻后得到的，即所以輸出頻率二、變模分頻合成器如圖6-20的基本鎖相頻率合成器中，VCO輸出頻率直接加到可編程分頻器上。 各種工藝的可編程分頻器都有一定的上限頻率, 這就限制了這種合成器的最高工作頻率。解決這個(gè)問題的辦法之一是在可編程分頻器的前端加一個(gè)固定模數(shù)V的前置分頻器，如圖6