05第5单元 锁相环与频率合成器应用.ppt

第5单元 锁相环与频率合成器应用 5.1 压控振荡器 5.1.1 VCO原理 5.1.2 实际应用 5.2 锁相环 5.2.1 锁相环基本原理 5.2.2 锁相环PLL典型应用 5.3 频率合成器 5.3.1 频率合成器主要技术指标 5.3.2 频率合成的基本方法 5.3.3 频率合成器应用举例 5.4 实训 5.4.1 VCO压控振荡器 5.4.2 锁相环鉴频器 5.5 单元测试 应知应会要求 1．掌握VCO基本原理，了解其实际应用。 2．掌握锁相环PLL基本模型，理解其工作原理。 3．了解锁相环PLL典型应用，如锁相倍频、分频、混频、解调器等。 4．了解频率合成器主要技术指标。 5．熟悉频率合成的基本方法，掌握常用合成方法方框图。 6．了解频率合成器实际应用。 7．会测试VCO压控振荡器，掌握试验方法。 8．了解集成锁相环CD4046的特点，能用其完成锁相环鉴频，并能实际测试。 5.1 压控振荡器 从前面的学习中知道，振荡器广泛用于电子设备中，如混频电路、调制电路等都需要振荡器提供基准信号，它的主要技术指标是频率的准确度、稳定度和振幅的稳定度。晶体振荡器等产生的频率是基本固定不变的，不能实现自动控制。随着电子产品的不断发展，现代电子技术中有时要求振荡器的频率受控，这就需要由压控振荡器来实现。 5.1.1 VCO原理 压控振荡器简称VCO，是一个“电压—频率”转换装置，它将电压信号的变化转换成频率的变化。 压控振荡器中，变容二极管必须是决定振荡频率的主要器件之一，其典型特性曲线如图5-1所示。 图5-2压控振荡器VCO原理 5.1.2 实际应用 在现代通信机中，常用压控振荡器提供高精度的频率振荡，或实现信道（频率）有哪些信誉好的足球投注网站等系统功能。 常见的晶振VCO标准组件一般有4个端口，如图5-3所示。其中，控制电压VD一般是由CPU输出的频率控制电压AFC。VCO输出电源控制电压VD接地图5-3 晶振VCO标准组件 5.2 锁相环 锁相环PLL（Phase Lock Loop）是一个能够跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统，它在无线电领域得到了广泛应用。其主要应用有调制、解调、频率合成、数字通信的同步系统等。 锁相环具有的载波跟踪特性，使其可以作为一个窄带跟踪滤波器，用于提取淹没在噪声之中的信号；也可作为高稳定的振荡源，经过分频后提供一系列高精确度和高稳定度的频率信号；还可用于相位测量与频率测量。 5.2.1 锁相环基本原理 5.2.2 锁相环PLL典型应用 5.3 频率合成器 频率合成就是将一个高稳定度和高精度的参考频率经过加、减、乘、除的四则运算产生同样稳定度和精确度的大量离散频率的技术，并称之为频率合成技术。 根据它的原理组成的电路或仪器设备称为频率合成器或频率综合器。 频率合成技术和频率合成器是现代通信不可缺少的技术。 频率合成的方法可以分为两大类：直接合成法和间接合成法。 随着集成电路技术的发展，频率合成也推出了很多大规模集成电路，目前已出现了大量的集成合成器电路系列和集成DDS电路系列，例如美国MotoroLa公司的MC145146—201系列、AD公司的AD7008、AD9830/31/50等集成DDS电路。 5.3.1 频率合成器主要技术指标 1．频率范围 通常要求在规定的频率范围内，在所有离散频率点上，频率合成器均能正常工作，并满足其他性能指标。 2．频率分辨率——输出频率间隔 希望频率间隔尽可能小。 3．频率准确度 晶体振荡器在长期工作时，频率会发生漂移，因此不同时刻的频率准确度是不同的。 4．频率稳定度 频率稳定度是指在一定时间间隔内，合成器输出频率准确度的变化。 5．换频时间tS 在通信系统中，一般要求频率合成器的tS小于几十个毫秒。 6．频谱纯度 频谱纯度是指频率合成器输出频率信号接近纯正弦波的程度，是衡量输出信号质量的一个重要指标。 5.3.2 频率合成的基本方法 1 ．模拟直接频率