鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2013/9/19 13:42:17 訪問(wèn)次數(shù):1082

    壓控振蕩器的輸出頻率受自身參數(shù)、控制電壓的穩(wěn)定性、溫度、外界電磁干擾等因素的影響，往往是不穩(wěn)定的。因此可以加入自動(dòng)相位控制環(huán)節(jié)，即鎖相環(huán)，來(lái)穩(wěn)定發(fā)射頻率。發(fā)射頻率經(jīng)反饋，與晶振產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)做比較，在鎖相環(huán)的跟蹤下，發(fā)射頻率始終向標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)逼近，最終被鎖定在標(biāo)準(zhǔn)頻率上，達(dá)到與參考晶振同樣的穩(wěn)定度。鎖相環(huán)電路MC145152是大規(guī)模集成鎖相環(huán)，集鑒相器、可編程分頻器、參考分頻器于一體，JS28F256M29EWLA分頻器的分頻系數(shù)可由并行輸入的數(shù)據(jù)控制。
    (1)參考分頻
    參考晶振從OSCinOSCout接入，芯片內(nèi)部的÷R參考分頻器提供8種不同昀分頻系數(shù)，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行分頻。R值由RAO、RA1、RA2設(shè)定。本設(shè)計(jì)中，參考晶振為10. 24 MHz，所以取RAO RAl RAZ一101，即R-1024時(shí)，對(duì)晶振頻率進(jìn)行1 024分頻。
    (2)可編程分頻
    由于發(fā)射部分的頻率高達(dá)35 MHz，MC14 5152的電路無(wú)法對(duì)其直接分頻，必須先用ECL電路的高速分頻器進(jìn)行預(yù)分頻，把頻率降低，然后由MC145152繼續(xù)分頻，得到一個(gè)參考頻率相等的頻率，并進(jìn)行鑒相。為使分頻系數(shù)連續(xù)可調(diào)，可編程分頻電路采用的是吞咽脈沖計(jì)數(shù)法，它由ECI。（非飽和型邏輯電路）的高速分頻器MC12022及MC14 5152內(nèi)部的÷A減法計(jì)數(shù)器、÷N減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。
    MC12022有64和65兩種分頻系數(shù)。M為其控制端（從MC14 5152的9腳輸出，輸入MC12022的6腳）。M為高電平時(shí)，MC12022以P+l= 65為分頻系數(shù)；M為低電平時(shí)，則以P=64為分頻系數(shù)。÷N和÷A是可預(yù)置數(shù)的減法計(jì)數(shù)器，由并行輸入口分別預(yù)置6位的A值和10位的N值。PD為數(shù)字鑒相器。fo為壓控振蕩的輸出頻率（即發(fā)射頻率）。
    吞咽脈沖計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)，M的初值為1，÷A和÷N兩個(gè)計(jì)數(shù)器被置八預(yù)置數(shù)并同時(shí)計(jì)教，當(dāng)計(jì)到A(P+1)個(gè)輸入脈沖( f)時(shí)，÷A計(jì)數(shù)器計(jì)完A個(gè)預(yù)置數(shù)，M變?yōu)?;此時(shí)÷A計(jì)數(shù)器被控制信號(hào)關(guān)閉，停止計(jì)數(shù)；而÷N計(jì)數(shù)器中還有N-A個(gè)數(shù)，它繼續(xù)計(jì)(N-A)尸個(gè)輸入脈沖后，輸出一個(gè)脈沖到鑒相器PD。此時(shí)一個(gè)工作周期結(jié)束，A和N值被重新寫(xiě)入兩個(gè)減法計(jì)數(shù)器，M又變?yōu)?，接著重復(fù)以上過(guò)程。整個(gè)過(guò)程中輸入的脈沖數(shù)共有Q—A(P+1)十(N-A)P=PN+A，也就是說(shuō)，該吞咽脈沖計(jì)數(shù)器的總分頻系數(shù)為PN十A。
    可見(jiàn)，采用吞咽脈沖計(jì)數(shù)方式，只要適當(dāng)選取N值與A值，就能得到任意的分頻比。為實(shí)現(xiàn)鎖相，必須有反之，由于fo= fr×(PN+A)，改變N和A的值，也能改變f，這就是輸出頻率數(shù)字化控制的原理。

    壓控振蕩器的輸出頻率受自身參數(shù)、控制電壓的穩(wěn)定性、溫度、外界電磁干擾等因素的影響，往往是不穩(wěn)定的。因此可以加入自動(dòng)相位控制環(huán)節(jié)，即鎖相環(huán)，來(lái)穩(wěn)定發(fā)射頻率。發(fā)射頻率經(jīng)反饋，與晶振產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)做比較，在鎖相環(huán)的跟蹤下，發(fā)射頻率始終向標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)逼近，最終被鎖定在標(biāo)準(zhǔn)頻率上，達(dá)到與參考晶振同樣的穩(wěn)定度。鎖相環(huán)電路MC145152是大規(guī)模集成鎖相環(huán)，集鑒相器、可編程分頻器、參考分頻器于一體，JS28F256M29EWLA分頻器的分頻系數(shù)可由并行輸入的數(shù)據(jù)控制。
    (1)參考分頻
    參考晶振從OSCinOSCout接入，芯片內(nèi)部的÷R參考分頻器提供8種不同昀分頻系數(shù)，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行分頻。R值由RAO、RA1、RA2設(shè)定。本設(shè)計(jì)中，參考晶振為10. 24 MHz，所以取RAO RAl RAZ一101，即R-1024時(shí)，對(duì)晶振頻率進(jìn)行1 024分頻。
    (2)可編程分頻
    由于發(fā)射部分的頻率高達(dá)35 MHz，MC14 5152的電路無(wú)法對(duì)其直接分頻，必須先用ECL電路的高速分頻器進(jìn)行預(yù)分頻，把頻率降低，然后由MC145152繼續(xù)分頻，得到一個(gè)參考頻率相等的頻率，并進(jìn)行鑒相。為使分頻系數(shù)連續(xù)可調(diào)，可編程分頻電路采用的是吞咽脈沖計(jì)數(shù)法，它由ECI。（非飽和型邏輯電路）的高速分頻器MC12022及MC14 5152內(nèi)部的÷A減法計(jì)數(shù)器、÷N減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。
    MC12022有64和65兩種分頻系數(shù)。M為其控制端（從MC14 5152的9腳輸出，輸入MC12022的6腳）。M為高電平時(shí)，MC12022以P+l= 65為分頻系數(shù)；M為低電平時(shí)，則以P=64為分頻系數(shù)�！翹和÷A是可預(yù)置數(shù)的減法計(jì)數(shù)器，由并行輸入口分別預(yù)置6位的A值和10位的N值。PD為數(shù)字鑒相器。fo為壓控振蕩的輸出頻率（即發(fā)射頻率）。
    吞咽脈沖計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)，M的初值為1，÷A和÷N兩個(gè)計(jì)數(shù)器被置八預(yù)置數(shù)并同時(shí)計(jì)教，當(dāng)計(jì)到A(P+1)個(gè)輸入脈沖( f)時(shí)，÷A計(jì)數(shù)器計(jì)完A個(gè)預(yù)置數(shù)，M變?yōu)?;此時(shí)÷A計(jì)數(shù)器被控制信號(hào)關(guān)閉，停止計(jì)數(shù)；而÷N計(jì)數(shù)器中還有N-A個(gè)數(shù)，它繼續(xù)計(jì)(N-A)尸個(gè)輸入脈沖后，輸出一個(gè)脈沖到鑒相器PD。此時(shí)一個(gè)工作周期結(jié)束，A和N值被重新寫(xiě)入兩個(gè)減法計(jì)數(shù)器，M又變?yōu)?，接著重復(fù)以上過(guò)程。整個(gè)過(guò)程中輸入的脈沖數(shù)共有Q—A(P+1)十(N-A)P=PN+A，也就是說(shuō)，該吞咽脈沖計(jì)數(shù)器的總分頻系數(shù)為PN十A。
    可見(jiàn)，采用吞咽脈沖計(jì)數(shù)方式，只要適當(dāng)選取N值與A值，就能得到任意的分頻比。為實(shí)現(xiàn)鎖相，必須有反之，由于fo= fr×(PN+A)，改變N和A的值，也能改變f，這就是輸出頻率數(shù)字化控制的原理。

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