通信電子線路課程設(shè)計(jì)--頻率合成器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　通信電子線路課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　頻率合成器</b></p><p>　　系、部： 電 氣 與 信 息 工 程 系 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)老師：

2、 職稱(chēng) 講 師 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 電 子 信 息 工 程 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　完成時(shí)間： 2012年12月12號(hào) </

3、p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在通信領(lǐng)域中，鎖相環(huán)頻率合成器起著越來(lái)越重要的角色。此論文是一篇介紹基于PROTEL的鎖相環(huán)頻率合成器設(shè)計(jì)的有關(guān)文章。頻率合成器是一個(gè)系統(tǒng)，最初產(chǎn)生的一系列頻率為參考頻率的整數(shù)倍，參考頻率通常是固定的。這樣的合成器稱(chēng)為整數(shù)N頻率合成器。頻率合成器技術(shù)也不斷前進(jìn)，出現(xiàn)也很多新型的頻率合成電路，并在通信電路中得到廣

4、泛應(yīng)用。鎖相環(huán)由鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器組成。頻率合成一個(gè)或少量的高準(zhǔn)確度高穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)頻率作為參考頻率,由此導(dǎo)出多個(gè)或大量的輸出頻率.這些輸出頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度與參考頻率是一致的,頻率合成器就是用來(lái)產(chǎn)生這些頻率的部件.</p><p>　　關(guān)鍵詞 PROTEL ；鎖相環(huán) ；頻率合成器 ；鑒相器</p><p><b>　　ABSTRACT</b></

5、p><p>　　In the field of communications, phase-locked loop frequency synthesizer is playing an increasingly important role. This paper is an introduction of the design of PROTEL PLL-based frequency Synthesis is

6、 a system, initially the frequency of a series of reference for the entire frequency several times, the reference frequency is usually fixed. This synthesizer called integer N Synthesis. Synthesis technology is constantl

7、y advancing, there are a lot of new frequency synthesizer circuit, and in the </p><p>　　Key words protel; phase-locked loop ;frequency synthesizer ;phase detector</p><p><b>　　目 錄</b&

8、gt;</p><p>　　一、 頻率合成器簡(jiǎn)介······························&#

9、183;··········4 </p><p>　　1.1 頻率合成器的技術(shù)指標(biāo)···················

10、··············4</p><p>　　1.2 頻率合成器的類(lèi)型················&#

11、183;····················5</p><p>　　1.3 鎖相頻率合成器··········

12、;·····························6</p><p>　　二、 鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)·&

13、#183;··································8</p>

14、<p>　　2.1 鎖相環(huán)的工作原理································&

15、#183;···8</p><p>　　2.2 鎖相環(huán)的構(gòu)成···························

16、;·············8</p><p>　　2.3 鑒相器··················

17、····························9 </p><p>　　2.4 環(huán)路濾波器··

18、83;····································&

19、#183;··9</p><p>　　2.5 壓控振蕩器····························

20、··············10</p><p>　　三、 集成芯片介紹················

21、3;··························12</p><p>　　3.1 集成反向器····&#

22、183;····································

23、·12</p><p>　　3.3 同步計(jì)數(shù)器·····························

24、3;············13</p><p>　　3.4 集成鎖相環(huán)··················&#

25、183;·······················14</p><p>　　四、 鎖相環(huán)頻率合成器的設(shè)計(jì)······&

26、#183;··························16</p><p>　　4.1 設(shè)計(jì)總框圖····

27、;····································

28、83;·16</p><p>　　4.2 頻率源部分·····························&

29、#183;············16</p><p>　　4.3 分頻器部分··················

30、;························17</p><p>　　4.4 環(huán)路濾波器部分······&

31、#183;·······························18</p><p>　　五、

32、 電路板制作與仿真調(diào)試··································20<

33、;/p><p>　　5.2 電路原理圖·······························

34、83;··········20</p><p>　　5.2 電路仿真調(diào)試····················

35、····················20</p><p>　　參考文獻(xiàn)············

36、;····································

37、83;····22</p><p>　　致謝···························

38、3;·····························23</p><p>　　附錄一、 電路PCB圖·&

39、#183;····································

40、;··24</p><p>　　附錄二、 元件清單····························

41、3;··············25</p><p>　　一、 頻率合成器簡(jiǎn)介</p><p>　　頻率合成器是用高精度晶體振蕩器作為基準(zhǔn)，通過(guò)合成技術(shù)能產(chǎn)生一系列具有一定頻率間隔的高清度頻率源，分直接合成和鎖相環(huán)合成兩種。</p>&

42、lt;p>　　1.1頻率合成器極其技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　　1. 頻率范圍</b></p><p>　　頻率范圍是指頻率合成器輸出的最低頻率fomin和最高頻率fomax之間的變化范圍，也可用覆蓋系數(shù)k=fomin/fomax表示（k又稱(chēng)之為波段系數(shù)）。如果覆蓋系數(shù)k>2~3時(shí)，整個(gè)頻段可化為幾個(gè)分波段。在頻率合成器中，分波段的覆蓋系數(shù)一般取

43、決于壓控振蕩器的特性。</p><p>　　2 頻率間隔（頻率分辨率）</p><p>　　頻率合成器的輸出是不連續(xù)的。兩個(gè)相鄰頻率之間的最小間隔，就是頻率間隔。頻率間隔又稱(chēng)為頻率分辨率。不同用途的頻率合成器，對(duì)頻率間隔要求是不同的。對(duì)短波單邊帶通信來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在多取頻率間隔為100Hz,有的甚至取10Hz、1Hz。對(duì)超短波通信來(lái)說(shuō)，頻率間隔多取50kHz、25kHz等。</p>

44、;<p>　　3 頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間</p><p>　　頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間是指頻率合成器從某一個(gè)頻率轉(zhuǎn)換多到另一個(gè)頻率，并達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間。它與采用頻率合成方法有密切關(guān)系。</p><p>　　4 準(zhǔn)確度與頻率穩(wěn)定度</p><p>　　頻率準(zhǔn)確度是指頻率合成器工作頻率偏離規(guī)定頻率的數(shù)值，即頻率誤差。而頻率穩(wěn)定度是指在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，頻率合成器偏離規(guī)

45、定頻率相對(duì)變化的大小。</p><p><b>　　5 頻譜純度</b></p><p>　　頻譜純度是指輸出信號(hào)接近正弦波的程度，可用輸出端的有用信號(hào)電平與個(gè)寄生頻率分量總電平之比的分貝數(shù)表示。影響頻率合成器頻譜純度的主要因素主要有兩個(gè)，一是相位噪聲，而是寄生干擾。</p><p>　　1.2頻率合成器的類(lèi)型</p><

46、;p>　　頻率合成器一般可分為直接式、間接式（鎖相式）、直接數(shù)字式。 </p><p>　　頻率合成理論大約是在30年代中期提出來(lái)。最初產(chǎn)生并進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的是直接頻率合成技術(shù)。 </p><p>　　六十年代末七十年代初，相位反饋控制理論和模擬鎖相技術(shù)的在頻率合成領(lǐng)域里的應(yīng)用，引發(fā)了頻率合成技術(shù)發(fā)展史上的一次革命，相干間接合成理論就是這場(chǎng)革命的直接產(chǎn)物。隨后數(shù)字化的鎖相環(huán)路部件如數(shù)字

47、鑒相器、數(shù)字可編程分頻器等的出現(xiàn)及其在鎖相頻率合成技術(shù)中的應(yīng)用標(biāo)志著數(shù)字鎖相頻率合成技術(shù)得以形成。由于不斷吸引和利用如吞脈沖計(jì)數(shù)器、小數(shù)分頻器、多模分頻器等數(shù)字技術(shù)發(fā)展的新成果，數(shù)字鎖相頻率合成技術(shù)已日益成熟。直接數(shù)字頻率合成(DDS)的出現(xiàn)導(dǎo)致了頻率合成領(lǐng)域的第二次革命。七十年代初，J.Tierney等人發(fā)表了關(guān)于直接數(shù)字頻率合成的研究成果，第一次提出了DDS的概念。由于直接數(shù)字頻率合成器(DDFS)具有相對(duì)帶寬很寬、頻率捷變速度很快

48、、頻率分辨率很高、輸出相位連續(xù)、可輸出寬帶的正交信號(hào)、可編程和全數(shù)字化便于集成等優(yōu)越性能，因此在短短的二十多年時(shí)間里得到了飛速的發(fā)展，DDS的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。</p><p>　　由于直接數(shù)字頻率合成器(DDFS)具有相對(duì)帶寬很寬、頻率捷變速度很快、頻率分辨率很高、輸出相位連續(xù)、可輸出寬帶的正交信號(hào)、可編程和全數(shù)字化便于集成等優(yōu)越性能，因此在短短的二十多年時(shí)間里得到了飛速的發(fā)展，DDS的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。 &l

49、t;/p><p>　　1 直接式頻率合成器（DS）</p><p>　　這是最早出現(xiàn)最先使用的一種頻率合成器。它是由一個(gè)或多個(gè)晶體振蕩器經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換、分頻、倍頻、混頻、濾波得到所需要的頻率。雖然提出的時(shí)間早，最初的方案也顯得十分落后，但由于直接模擬合成具有頻率捷變速度快，相位噪聲低的主要優(yōu)點(diǎn)而使之在頻率合成領(lǐng)域占有重要的地位。 </p><p>　　2 間接式

50、頻率合成器（IS）</p><p>　　間接式頻率合成器又稱(chēng)為鎖相頻率合成器。鎖相頻率合成器是目前應(yīng)用最廣的頻率合成器。直接式頻率合成器中所固有的那些缺點(diǎn),如體積大、成本高、輸出端出現(xiàn)寄生頻率等,在鎖相頻率合成器中就大大減少了。</p><p>　　3 直接數(shù)字式頻率合成器（DDS）</p><p>　　直接數(shù)字式頻率合成器是近年來(lái)發(fā)展非常迅速的一種器件,它

51、采用全數(shù)字技術(shù),是將先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)理論和方法引入信號(hào)合成的一項(xiàng)新技術(shù)。它與傳統(tǒng)頻率合成器相比，具有分辨率高、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短、工作頻率范圍廣而且具有很強(qiáng)的調(diào)制性能等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛用于通信，雷達(dá)、導(dǎo)航和儀器儀表等領(lǐng)域。</p><p>　　1.3鎖相頻率合成器</p><p>　　基本的鎖相頻率合成器如圖下所示。當(dāng)鎖相環(huán)鎖定后,相位檢波器兩輸入端的頻率是相同的,即</p>

52、<p>　　圖1.1 鎖相頻率合成器框圖</p><p>　　VCO輸出頻率fo經(jīng)N分頻得到</p><p>　　·················1.1</p><p>　　所以輸出

53、頻率是參考頻率fr的整數(shù)倍,即</p><p>　　·················1.2</p><p>　　轉(zhuǎn)換時(shí)間取決于鎖相環(huán)的非線性性能,精確的表達(dá)式目前還難以導(dǎo)出,工程上常用的經(jīng)驗(yàn)公式為</p>

54、<p>　　··············1.3</p><p>　　轉(zhuǎn)換時(shí)間大約等于25個(gè)參考頻率的周期。分辨率與轉(zhuǎn)換時(shí)間成反比。例如fr=10Hz,則fs=2.5s,這顯然難以滿足系統(tǒng)的要求。</p><p>　　固定分頻器的工作頻率明顯高

55、于可變分頻比,超高速器件的上限頻率可達(dá)千兆赫茲以上。若在可變分頻器之前串接一固定分頻器的前置分頻器,則可大大提高VCO的工作頻率。前置分頻器的分頻比為M,則可得</p><p>　　···················1.4

56、</p><p>　　混頻后用低通濾波器取出差頻分量,分頻器輸出頻率為</p><p>　　··············1.5</p><p><b>　　因此</b></p><p&g

57、t;　　·············1.6</p><p><b>　　鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)</b></p><p>　　2.1 鎖相環(huán)路的基本組成</p><p>　　鎖相環(huán)路是一種反饋控制電路，簡(jiǎn)稱(chēng)鎖相環(huán)（PLL）

58、通常由鑒相器（PD)、環(huán)路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO）組成的閉合環(huán)路，與 AFC電路相比，其差別僅次于鑒相器取代了鑒頻器。鑒相器是相位比較部件，它能夠檢出兩個(gè)輸入信號(hào)之間的相位誤差，輸出反映相位誤差的電壓Ud(t)。環(huán)路低通濾波器用來(lái)消除誤差信號(hào)中的高頻分量及噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。壓控振蕩器受控于環(huán)路濾波器輸出電壓Uc(t),及其振蕩頻率受Uc(t)的控制。鎖相環(huán)路的基本組成框圖如下:</p><p>

59、　　圖2.1 鎖相環(huán)路的基本組成框圖</p><p>　　2.2 鑒相器（PD） </p><p>　　鑒相器(PD)又稱(chēng)相位比較器，它是用來(lái)比較兩個(gè)輸出信號(hào)之間的相位差θe (t)。并θe(t)轉(zhuǎn)化為電壓Vd()輸出，Vd(t)稱(chēng)為誤差電壓，通常Vd(t)為一直流量或一低頻交流量。鑒相器輸出的誤差信號(hào)ud(t)是相差θe (t)的函數(shù)。 </p><p>

60、　　鑒相器按其鑒相特性分為正弦型，三角形和鋸齒波形。作為原理分析，通常使用正弦型，較為典型的正弦鑒相器可用模擬乘法器與低通濾波器的串接構(gòu)成。</p><p>　　下圖是正弦鑒相器的數(shù)學(xué)模型和鑒相特性。 </p><p>　　圖2.2 正弦鑒相器的數(shù)學(xué)模型 圖2.3正弦鑒相器的數(shù)學(xué)模型和鑒相特性 </p><p>　　2.3 環(huán)路

61、濾波器（LF）</p><p>　　LF為一低通濾波電路，其作用是濾除因PD的非線性而在Vd(t)中產(chǎn)生的無(wú)用的組合頻率分量及干擾，產(chǎn)生一個(gè)只反映θe(t) 大小的控制信號(hào)Vc(t)。它除了有低通濾波的作用外，還可借助于合理的選擇各元件參數(shù)來(lái)校正環(huán)路的功能。對(duì)環(huán)路的捕捉、穩(wěn)定，噪聲的濾除，環(huán)路帶寬等等都有關(guān)系，是濾波器件。</p><p>　　按照反饋控制原理，如果由于某種原因使VCO的頻

62、率發(fā)生變化使得與輸入頻率不相等，這必將使Vo(t)與Vi（t）的相位差θe(t) ，發(fā)生變化，該相位差經(jīng)過(guò)PD轉(zhuǎn)換成誤差電壓Vd(t),此誤差電壓經(jīng)LF濾波后得到Vc(t),由Vc(t)去改變VCO的振蕩頻率使趨近于輸入信號(hào)的頻率，最后達(dá)到相等。環(huán)路達(dá)到最后的這種狀態(tài)就稱(chēng)為鎖定狀態(tài)，當(dāng)然由于控制信號(hào)正比于相位差，即</p><p>　　Vd(t)θe(t)·····

63、;·······················2.1 </p><p>　　因此在鎖定狀態(tài)，θe(t) 不可能為0，換言之在鎖

64、定狀態(tài)Vo(t)與Vi(t)仍存在相位差。</p><p>　　2.4 壓控振蕩器（VCO） </p><p>　　壓控振蕩器是一個(gè)電壓——頻率變換裝置，它的的振蕩角頻率應(yīng)隨輸入控制電壓Uc(t)的變化而變化。一般情況下，壓控振蕩器的控制特性是非線性的，如下圖所示，圖中是未加控制電壓Uc(t)時(shí)壓控振蕩器固有振蕩角頻率。不過(guò)，在Uc(t)=0附近有限范圍內(nèi)控制特性近似呈線性，因此可近

65、似用線性方程來(lái)表示，即</p><p>　　·······················2.2</p><p>　　式中，為控制靈敏度，或?yàn)樵鲆嫦禂?shù)，單位為ra

66、d/(s·V)，它表示單位控制電壓所引起振蕩角頻率的變化量。</p><p>　　圖2.4 振蕩角頻率隨電壓控制曲線 </p><p>　　2.5 鎖相環(huán)的工作原理</p><p>　　圖2.5 鎖相環(huán)工作原理框圖</p><p><b>　　設(shè)參考信號(hào)</b></p><p>

67、;　　···················2.3 </p><p>　　式中 ur為參考信號(hào)的幅度</p><p>　　ωr為參考信號(hào)的載波角頻率<

68、;/p><p>　　θr(t)為參考信號(hào)以其載波相位ωrt為參考時(shí)的瞬時(shí)相位 </p><p>　　若參考信號(hào)是未調(diào)載波時(shí)，則θr(t)= θ1=常數(shù)。</p><p>　　設(shè)輸出信號(hào)為 </p><p>　　··&

69、#183;··················2.4</p><p>　　式中 Uo為輸出信號(hào)的振幅</p><p>　　ωo為壓控振蕩器的自由振蕩角頻率</p><p>　　θo (t

70、)為參考信號(hào)以其載波相位ωot為參考時(shí)的瞬時(shí)相位, 在VCO未受控制前他是常數(shù)，受控之后他是時(shí)間函數(shù)。則兩信號(hào)之間的瞬時(shí)相位差為</p><p><b>　　·····2.5 </b></p><p>　　由頻率和相位之間的關(guān)系可得兩信號(hào)之間的瞬時(shí)頻差為</p><p>　　·

71、3;············2.6 </p><p>　　鑒相器是相位比較器，他把輸出信號(hào)uo(t)和參考信號(hào)ur(t)的相位進(jìn)行比較，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于兩信號(hào)相位差θe (t)的誤差電壓ud(t)。環(huán)路濾波器的作用是濾除誤差電壓ud(t)中的高頻成分和噪聲，以保證環(huán)

72、路所要求的性能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。壓控振蕩器受控制電壓uc(t)的控制，uc(t)使壓控振蕩器的頻率向參考信號(hào)的頻率靠近，于是兩者頻率之差越來(lái)越小，直至頻差消除而被鎖定。</p><p>　　因此，鎖相環(huán)的工作原理可簡(jiǎn)述如下：首先鑒相器把輸出信號(hào)uo(t)和參考信號(hào)ur(t)的相位進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個(gè)反應(yīng)兩信號(hào)的相位差θe (t)大小的誤差電壓ud(t)，ud(t)經(jīng)過(guò)環(huán)路濾波器的過(guò)濾得到控制電壓uc(t)。uc(

73、t)調(diào)整VCO的頻率向參考信號(hào)的頻率靠攏，直至最后兩者頻率相等而相位同步實(shí)現(xiàn)鎖定鎖定后兩信號(hào)之間的相位差表現(xiàn)為一固定的穩(wěn)態(tài)值。即</p><p>　　········2.7</p><p>　　此時(shí)，輸出信號(hào)的頻率已偏離了原來(lái)的自由頻率ωo[控制電壓uc(t)=0時(shí)的頻率]，其偏移量由式（4）和式（5）得到為

74、</p><p>　　··················2.8</p><p>　　這時(shí)輸出信號(hào)的工作頻率已變?yōu)?lt;/p><p>　　····&#

75、183;······2.9</p><p>　　由此可見(jiàn)，通過(guò)過(guò)鎖相環(huán)路的相位跟蹤作用，最終可以實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)與參考信號(hào)同步，兩者之間不存在頻差而只存在很小穩(wěn)態(tài)相差。</p><p><b>　　芯片介紹</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了同步計(jì)數(shù)器74LS161、集成觸

76、發(fā)器74LS74、集成反向器74LS04、集成鎖相環(huán)CD4046這四款芯片。</p><p>　　3.1 同步計(jì)數(shù)器74LS161</p><p>　　74LS161是四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，它能同步并行預(yù)置數(shù)，異步清零，具有清零、置數(shù)、計(jì)數(shù)和保持四種功能，且具有信號(hào)輸出端，可串接計(jì)數(shù)使用。它的引腳及邏輯功能表見(jiàn)下圖。</p><p>　　圖3.1 74LS16

77、1引腳圖 </p><p>　　圖3.2 74LS161邏輯功能 </p><p>　　3.2 集成觸發(fā)器74LS74</p><p>　　74LS74芯片是雙D集成觸發(fā)器，它采用維持阻塞結(jié)構(gòu)，是上升邊沿出發(fā)的邊沿觸發(fā)器，即在CP脈沖上升沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)器的次態(tài)取決于CP脈沖的上升來(lái)到之前D的狀態(tài)，即Qn+1=D.由于電路具有維持阻塞作用，所以在CP=

78、1期間，D端狀態(tài)變換不會(huì)影響觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。它的引腳功能見(jiàn)下圖。</p><p>　　圖3.3 74LS74引腳圖 </p><p>　　3.3 集成反向器74LS04 </p><p>　　74LS04芯片是六個(gè)獨(dú)立的反相器（6個(gè)非門(mén)）。供電電壓是5V，電壓范圍在4.75~5.25V內(nèi)可以正常工作。門(mén)數(shù)6，每門(mén)輸入輸出均為T(mén)TL電平，低電平輸出電流-0.

79、4mA，高電平輸出電流8mA。每路從輸入倒相到輸出是有一定延時(shí)的。引腳圖如下：</p><p>　　圖3.4 74LS04引腳圖</p><p>　　3.4 集成鎖相環(huán)CD4046</p><p>　　CD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路,其特點(diǎn)是電源電壓范圍寬(為3V-18V),輸入阻抗高(約100MΩ),動(dòng)態(tài)功耗小,在中心頻率f0為10kHz下功

80、耗僅為600μW,屬微功耗器件.</p><p>　　鎖相環(huán)主要由相位比較器（PC）、壓控振蕩器（VCO）、低通濾波器三部分組成，　　壓控振蕩器的輸出Uo接至相位比較器的一個(gè)輸入端，其輸出頻率的高低由低通濾波器上建立起來(lái)的平均電壓Ud大小決定。施加于相位比較器另一個(gè)輸入端的外部輸入信號(hào)Ui與來(lái)自壓控振蕩器的輸出信號(hào)Uo相比較，比較結(jié)果產(chǎn)生的 分量后，得到一個(gè)平均值電壓Ud。這個(gè)平均值電壓Ud朝著減小VCO輸

81、出頻率和輸入頻率之差的方向變化，直至VCO輸出頻率和輸入信號(hào)頻率獲得一致。這時(shí)兩個(gè)信號(hào)的頻率相同，兩相位差保持恒定（即同步）稱(chēng)作相位鎖定。</p><p>　　CD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路,其特點(diǎn)是電源電壓范圍寬(為3V-18V),輸入阻抗高(約100MΩ),動(dòng)態(tài)功耗小,在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW,屬微功耗器件.圖1-6是CD4046的內(nèi)部電路組成框圖,采用 16 腳雙列直插式,

82、各引腳功能如下:</p><p>　　圖3.5 CD4046引腳圖</p><p>　　1腳相位輸出端，環(huán)路入鎖時(shí)為高電平，環(huán)路失鎖時(shí)為低電平。 2腳相位比較器Ⅰ的輸出端。 3腳比較信號(hào)輸入端。 4腳壓控振蕩器輸出端。 5腳禁止端，高電平時(shí)禁止，低電平時(shí)允許壓控振蕩器工作。 6、7腳外接振蕩電容。 8、

83、16腳電源的負(fù)端和正端。 9腳壓控振蕩器的控制端。 10腳解調(diào)輸出端，用于FM解調(diào)。 11、12腳外接振蕩電阻。 13腳相位比較器Ⅱ的輸出端。 14腳信號(hào)輸入端。 15腳內(nèi)部獨(dú)立的齊納穩(wěn)壓管負(fù)極。</p><p>　　12腳外接電阻R12，它用作確定在控制電壓為零時(shí)的最低振蕩頻率fomin</p><p>　　

84、當(dāng)（5）腳加上“1”電平（即VDD）時(shí)，VCO停止工作，當(dāng)為“0”電平（即VSS）時(shí)，VCO工作。</p><p>　　鎖相環(huán)頻率合成器的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 設(shè)計(jì)總框圖</p><p>　　圖4.1 鎖相環(huán)頻率合成器設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　4.2 頻率源部分</p><p>　　前置分頻器

85、：采用74LS74雙D觸發(fā)器芯片。</p><p>　　可變模分頻器：采用74LS161可預(yù)置十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　鎖相環(huán)：采用CD4046芯片，該芯片可以工作在35MHz以下的頻率，本次設(shè)計(jì)的頻率合成器信號(hào)輸出是1MHz--15MHz.</p><p>　　采用74LS04串聯(lián)晶體振蕩電路：</p><p>　　圖4.2

86、 頻率源部分 </p><p>　　4.3 分頻器部分</p><p>　　4.3.1 二分頻</p><p>　　圖4.3 分頻器二分頻部分 </p><p>　　4.3.2 變模多頻</p><p>　　圖4.4 分頻器二分頻部分 </p><p&g

87、t;　　4.4 環(huán)路濾波器部分</p><p>　　采用無(wú)源比例積分濾波器</p><p>　　圖4.5 環(huán)路濾波器部分</p><p>　　環(huán)路濾波器的截止頻率公式：</p><p>　　Wc=1/[(R3+R4)C2]·········

88、3;················4.1</p><p>　　環(huán)路濾波器的帶寬在1KHz左右，在這里R3=50K可調(diào)， R4=1K,C2=1uF?？梢酝ㄟ^(guò)R3調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳鎖相性能。 </p><p>　　五、

89、 電路板制作與仿真調(diào)試</p><p>　　5.1 電路原理圖</p><p>　　圖5.1 電路原理圖 </p><p>　　5.2 電路仿真調(diào)試</p><p>　　圖5.2 電路仿真調(diào)試 </p><p>　　5.2.1 仿真結(jié)果</p><p>　　經(jīng)過(guò)調(diào)試的

90、到的是1MHz--10MHz的方波</p><p>　　圖5.3 仿真結(jié)果一</p><p>　　圖5.4 電路仿真調(diào)試二</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］《電子線路》(線性部分) 第四版 謝嘉奎 主編，高等教育出版社，1999年［2］《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（模擬部分）康華光

91、 編著，高等教育出版社，1999年［3］《高頻電子線路原理與實(shí)踐》 曹才開(kāi) 主編，中南大學(xué)出版社，2010年［4］《數(shù)字電子技術(shù)》 第四版 閻石 主編，高等教育出版社，2009年［5］《電子線路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)測(cè)試》 第二版 謝自美 主編，華中科技大學(xué)，2010年［6］《電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分》 第五版 康華光 主編，華中科技大學(xué)出版社，2005.7［7］《電路分析基礎(chǔ)》 第四版 曹才開(kāi) 主編， 北京：清華大學(xué)出版社，2009&l

92、t;/p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一周的高頻課程設(shè)計(jì)，終于完成了頻率合成器的制作，從中學(xué)會(huì)了頻率合成的原理，對(duì)書(shū)本上的知識(shí)也有了更加深刻的了解。在這次課程設(shè)計(jì)中，特別感謝各位老師的悉心指導(dǎo)，使我在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中少走了許多彎路，設(shè)計(jì)思路也更加明確。</p><p><b>　　附錄</b><