2010调频发实训项目.ppt

1、电原理框图 2、成品介绍 3、电路原理介绍 硬件组成及电路中所用的IC芯片 鉴相器CD4046 鉴相器CD4046集成了相位比较Ⅰ、Ⅱ、压控振荡器（VCO）、线性放大器、 源跟随器、整形电路等部分，最高频率为1.2MHz、工作电压VDD=15V，16脚封装 CD4060B串行计数/分频器 CD4060B内部包含一个振荡器和一个14级二进制串行计数/分频器，它可作为可控制计数器、定时器、分频器以及时延电路等使用。本电路中用到的是分频记数器的功能。 CD4060B的分频范围为2-4~2-14之间，本电路中接14脚即得到2-8（256）的分频数。 锁相环简介 为得到稳定的频率我们引入了锁相环，其输出频率精度与4.00MHz晶振精度同数量级。锁相环其实就是能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统，简称PLL。它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域。 压控振荡器的输出Uo接至相位比较器的一个输入端，其输出频率的高低由低通滤波器上建立起来的控制电压Ud决定。施加于相位比较器另一个输入端的外部输入信号Ui与来自压控振荡器的输出信号Uo相比较，比较结果产生的误差输出电压UO1正比于Ui和Uo两个信号的相位差，经过低通滤波器滤除高频分量后，得到一个控制电压Ud。当Ui和Uo两个信号的相位差变大时，这个电压Ud朝着减小VCO输出频率和输入频率之差的方向变化，直至VCO输出频率和输入信号频率获得一致。这时两个信号的频率相同，两相位差保持恒定（即同步）。此时称作相位锁定 3、电路原理介绍 4、软件设计 （1）改变输出频率的方法 本项目中改变频率有如下方法： a、改变外接晶体振荡器频率并调整元器件参数； b、改变外接分频器的分频值并调整元器件参数； c、改变单片机的程序设计，调整指令延时数。 使用前两种方法改变频率都要改变硬件，这将使电路 的结构受到影响，很不方便。第c种方法只需改变单片机 的指令，因此最佳。 （2）编程思想 电路中单片机的作用有三个：输出分频脉冲、按键 处理、频率显示。 产生分频脉冲： 首先在P6.6口输出一个低电平，然后 以单片机的时钟脉冲为参考，用指令延时一定量的时间后 再将P6.6口的输出变为高电平。接着，再用指令延时一定 量的时间后将P6.6口的输出重新变为低电平。如此往复， P6.6口就输出了一个对时钟分频后的矩形脉冲。 按键处理： 当检测到换频键被按下时调用按键处理子 程序，将分频微调的值改变，从而使软件延时改变而使输 出频率改变。 频率显示：由分频微调后的值经过运算就可得到频率 值，将该频率值经过译码由I/O口输出。 利用软件改变输出频率的原理 1、分频器CD4060B所接晶振频率为F (本例中F=4.00MHZ)，经过256分频 后输出15.625KHZ（Fe＝15.625KHz = F/256）基准频率。 2、锁相环锁相时，两个输入端频率相等。此时单片机输出到鉴相器的 Fe’＝15.625KHz（ Fe’＝ Fe ）。 3、如预得到40MHZ的合成频率（即Fo＝40MHz），单片机软件编程的分频数 N1= F0/ Fe’=2560，若单片机的一个指令周期C选为4个时钟，要输出15.625KHZ的频率则需 指令（延时数）N2=N1/C=N1/4=640，（注C=2 时 1280）即每执行640条指令的延时单片机 输出引脚将产生15.625KHZ的脉冲。此时压控振荡器输出端就得到40MHZ的合成频率。 4、 40MHZ的合成频率二倍频后即可得到80MHz的稳定频率（即2F0=80MHz）。 预得到80MHZ，80.125MHZ，80.250MHZ，80.375MHZ，80.50MHZ等的合成频率或其它 频率值，则只需改变单片机指令延时数N2即可方便的得到。 根据锁定时满足： Fe=Fe’ N1：单片机分频数 N2：单片机指令数 由F/256=Fe= Fe’ =F0/N1=F0/(N2*C)= 15.625（KHZ） F0：单片机时钟频率 可以算出2F0最小步长，即 F0/640=0.0625 MHz（C=4 时 执行时变动一条指令F0的改变数），2F0 即为 0.125MHZ 当 C=2时2F0最小步