压控振荡器报告..docx

HefeiUniversity压控振荡器项目名称：压控振荡器作者姓名：高慧敏 1305022015 13通信2班 马 彪 1305011026 13电子1班徐文山 1305011027 13电子1班指导老师：段惠敏完成时间：2015年7月6日 压控振荡器压控振荡器在通信、雷达、测控等方便有广泛的应用，利用锁相环输出的压控振荡信号更为稳定，方便接收端接收稳定的信号。本模块由MC12022和MC145152构成的鉴相器(PD)、LM392和外围电路构成的环路滤波器(LF)、以及MC1648组成的压控振荡器(VCO)构成锁相环。本模块可以实现88~108MHz的频率输出，输出频率稳定度优于，输出电压峰峰值1V±0.1V等其他指标。关键词：鉴相器，环路滤波器，压控振荡器，分频；目 录系统方案设计1.1总体方案设计根据题目要求设计制作一个压控振荡器，振荡器的输出为无明显失真的正弦波，输出频率在88~108MHz，可实现输出频率步进，步进间隔为1MHz，输出电压峰峰值。综合RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器的输出频率稳定度和调节范围特点，本系统采用LC振荡器，利用锁相环原理，相位负反馈系统使得输出电压相位稳定。使输出电压稳定在一固定频率和电压幅值。本系统锁相环整体框图如图1所示：图1：锁相环框图1.2系统设计方案1.2.1压控振荡器的设计方案论证与选择方案1：采用分立元件构成。利用低噪声场效应管作振荡管，采用变容二极管直接接入振荡回路作为压控器件，电路为电感三点式振荡器。该方法实现简单，调试困哪，现有的技术不能直接测量电感的大小，输出频率不易灵活控制。方案2：采用压控振荡芯片MC1648和变容二极管，外接一个LC谐振回路构成变容二极管压控振荡器。只需要调节变容二极管两端的电压便可以改变MC1648的输出频率。外围电路简单，，内部含有AGC电路，在输入信号电平变化时，用改变增益的方法维持输出信号电平基本不变，系统可靠性高，利用锁相环技术提高输出频率稳定性。综上所述，我们组选择方案2。1.2.2频率合成器的设计方案论证与选择方案1：采用模拟锁相环式频率合成技术，通过环路分频器降频，将VCO的频率降低，与参考频率进行鉴相。优点是：可以得到任意小的频率间隔；鉴相器工作频率不高，频率变化范围不大，带内带外噪声和锁定时间易于处理；不需要昂贵的晶体滤波器；频率稳定度与参考晶振的频率稳定度相同。缺点是：分辨率的提高需要通过增加循环次数来实现，电路超小型化和集成化比较复杂。方案2：采用数字锁相环频率合成技术，由晶振、鉴频/鉴相器、环路滤波器、和压控振荡器组成。利用锁相环，将压控振荡器输出的频率锁定在所需频率上，可以很好的选择所需频率信号。频率合成采用大规模集成PLL芯片MC145152，，前置分频器选用芯片MC12022。MC145152是MOTOROLA公司生产的大规模集成电路，它是一块并行码输入方式置定、由14根并行输入数据编程的双模CMOS-LSI锁相环频率合成器。环路滤波器选用LM392和综上所述，我们选择方案2。主要电路设计与分析2.1前置分频器和锁相频率合成器电路设计 采用MC12022前置分频器与MC145152中的A和计数器一起构成一个吞咽脉冲可编程分频器。图2为其工作示意图，其中（a）是P/（P+1）前置分频器方框图，（b）是吞咽脉冲计数的示意图。MC12022的分频比为P=63和64。MC12022受控于吞咽计数器的分频比切换信号（即模式选择信号M）。当M为高电平时，分频比为P+1,当M为低电平时，分频比为P。MC145152内的N和A计数器均为减法计数器。当减到零时，A计数器输出由高电平变为低电平；N计数器减到零时，输出一脉冲到鉴相器，并同时将预置的N和A重新置入A和N计数器。利用这种方法可以方便地使总分频比连续数，总分频比D=PN+A。图2：（a）前置分频器方框图 图2：（b）吞咽脉冲计数示意图MC145152的应用电路图如图3所示：图3：MC145152应用电路图2.2环路滤波器设计经过鉴相器的分频鉴相作用后，输入到环路滤波器的信号为参考频率和VCO振荡频率的误差信号和两个脉冲信号，环路滤波器的电路连接方式如图所示：图5：环路滤波器连接图环路滤波器的带宽为：2.3压控振荡器电路设计 压控LC振荡器电路由压控振荡芯片MC1648、变容二极管以及LC谐振回路组成，原理图如图6所示。3脚位缓冲输出端，一路供前置分频器MC120252，一路锁相环输出；MC1648引脚5端是自动增益控制电路AGC的反馈输入端，将使用在功率放大电路的输出端，此锁相环未作。一对变容二极管背对背地与该谐振电路相连，振荡器的输出频率随着加在变容二极管