【正文】 在這些領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也必將會(huì)刺激著它的進(jìn)一步發(fā)展，因此，頻率合成技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。 第三步：并行輸出數(shù)據(jù)。 R 分頻，若 R 取 2048，得到頻率間隔為 。因此，將環(huán)路濾波器的通帶上限頻率限制在幾南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 28 Hz內(nèi)，只有慢變化因素引起的誤差信號(hào) 可以通過(guò)，而調(diào)制信號(hào)引起頻偏時(shí)，它產(chǎn)生的誤差信號(hào)被濾除，不作用于鎖相環(huán)，這樣就 既 可以保證中心頻率的穩(wěn)定度 ，又不影響調(diào)頻 。數(shù)字鑒相器有如下特性： 設(shè) R 為參考頻率信號(hào)， V 為壓控振分頻信號(hào)， f、 g 為數(shù)字鑒相器兩個(gè)輸出信號(hào)。 A 計(jì)數(shù)器計(jì)完 A 個(gè)預(yù)置數(shù)， M 變?yōu)?1；此時(shí)247。 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 ， 如圖 411所示。其中， 10bit247。 R計(jì)數(shù)器和參考譯碼器組成的產(chǎn)生參考頻率 fr電路；二是由 6bit247。 在變?nèi)荻O管的偏置電壓相同的情況下， MC1648 的輸出頻率可由下式計(jì)算： ?? LCf ?2/10 （ 4－ 1） 變?nèi)荻?jí)管采用的事 Motorola 公司生產(chǎn)的 MV2109，查閱相關(guān)資料手冊(cè)可以得到它的特性曲線如圖 所示。 圖 34 MC1648管腳圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 18 第四 章 系統(tǒng) 電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)采用變模鎖相頻率合成技術(shù)產(chǎn)生所需要的頻率信號(hào)，利用單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸出頻率的控制，系統(tǒng)框圖如圖 41 所示。 MC12022 電路具有 64/ 6 128/ 129四種分頻功能 ,在 55～ 85 ℃溫度范圍內(nèi) ,最高工作頻率大于 1100MHz , 工作電流小于10mA 。 引腳 8 ( V 、 r ) 為鑒相器雙輸出端 ,用于輸出環(huán)路誤差信號(hào) 。其中 ,10bit 247。這一位置“ 1”， ALE僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時(shí)有效。對(duì) P3 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。對(duì) P1 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 此外， AT89S52 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。在此線性范圍內(nèi)，特性曲線可用下列方程表示： ()Vt? = ()Vt? + 0K ()CVt 其中， 0K 是特性曲線的斜率，它表示在單位控制電壓作用下壓控振蕩器頻率變化的大小。 在通信設(shè)備中，頻率合成器無(wú)論是用作發(fā)射機(jī)的激勵(lì)信號(hào)源，或者接收機(jī)的本地振蕩信號(hào)源，還是單獨(dú)作為無(wú)線電測(cè)量設(shè)備中的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器時(shí)，都應(yīng)保證很低的相位噪聲，否則通信質(zhì)量就無(wú)從談起。這個(gè)變化的電壓使 VCO的頻率不斷改變，直到 RV??? 為 止。第二 章主要介紹了設(shè)計(jì)個(gè)部分的基本知識(shí)及原理。載波跟蹤特性包含著三重含義 :一是窄帶，窄帶可以有效地濾除噪聲與干擾，而環(huán)路主要是利用環(huán)路濾波器的低通特性來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻窄通帶的，這比之制作普通的窄帶濾波器要容易得多。并且要求信號(hào)源輸出信號(hào)的參數(shù)，如頻率、波形、輸出電壓或功率等，能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行精確調(diào)整，有很好的穩(wěn)定性， 有輸出指示。技術(shù)的發(fā)展應(yīng)是面向人性化、智能化、經(jīng)濟(jì)化為一體的發(fā)展目標(biāo)。 MC1451522。 在測(cè)試、 研究 或調(diào)整電子電路及設(shè)備時(shí)，為測(cè)定電路的一些電參量，如測(cè)量頻率響應(yīng)、噪聲系數(shù)，為電壓表定度等，都要求提供符合所定技術(shù)條件的電信號(hào)，以模擬在實(shí)際工作中使用的待測(cè)設(shè)備的激勵(lì)信號(hào)。它的作用是在鑒相器的輸出端衰減高頻誤差分量，以提高抗干擾性能；在環(huán)路跳出鎖定狀態(tài)時(shí)，提高環(huán)路以短期存儲(chǔ)，并迅速恢復(fù)信號(hào)。鎖相環(huán)的集成化、數(shù)字化為減小體積、降低成本、提高可靠性實(shí)現(xiàn)多用途提供了有利條件 。 根據(jù)上面概念可知，鎖相環(huán)路在鎖定后，兩個(gè)信號(hào)頻率相等，但二者之間存在著恒定的相位差（穩(wěn)態(tài)相位差）。 可以看出，當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，輸出電壓是一直流電壓，并比例于這兩個(gè)輸入信號(hào)的相位差。不論以何種振蕩電路和何種控制方式構(gòu)成的振蕩器，它的特性總可以用瞬時(shí)頻率 ()Vt? 與控制電壓 ()CVt之間的關(guān)系曲線來(lái)表示。直接數(shù)字頻率合成器的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間取決于數(shù)字電路 的速度，一般可以達(dá)到幾個(gè)時(shí)鐘的周期。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率 輸出脈沖，可作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 R 計(jì)數(shù)器 ) 、雙端輸出的鑒相器、控制邏輯、 10 位可編程的 10bit 247。 V/ (V + 1) 的次數(shù)。在鎖相環(huán)中 , 通常采用吞除脈沖的 PLL 技術(shù) , 其中 , 雙模預(yù)置分頻器是吞除脈沖PLL 的關(guān)鍵組成部分。前三級(jí)觸發(fā)器為同步時(shí)鐘輸入控制 , 在模數(shù)控制端 MC 的控制下實(shí)現(xiàn)247。 由于 變?nèi)荻O管是非線性器件，高頻信號(hào)的輸入必然 會(huì) 產(chǎn)生諧波分量， 這 可能 會(huì)產(chǎn)生 交叉調(diào)制干擾。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 22 圖 46 壓控振蕩器電路圖 頻率合成器的設(shè)計(jì) 頻率合成器的設(shè)計(jì)采用 MC145152 和 MC12022 預(yù)置雙模分頻器集成芯片。 R 計(jì)數(shù)器 )、雙端輸出的鑒相器、控制邏輯、 10位可編程的 10bit247。鑒相器將參考分頻器出來(lái)的很穩(wěn)定的步長(zhǎng)信號(hào)和壓控振蕩器產(chǎn)生的頻率經(jīng)可編程分頻之后得到的不穩(wěn)定的頻率信號(hào)進(jìn) 行比較，輸出為兩者之間的相 位差，這個(gè)差值就可以作為壓控振蕩器的控制電壓。 (a)MC12022 管腳分配 (b)MC12022 分頻功能 圖 412 MC12022 管腳分配及分頻功能 吞咽脈沖計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)， M 的初值為 0，247。 模擬鑒相器對(duì)輸入其中的兩個(gè)信號(hào)進(jìn) 行相位比較，一個(gè)是由穩(wěn)定度很高的標(biāo)準(zhǔn)晶振經(jīng)過(guò)分頻得到的，另一個(gè)是由壓控振輸出頻率經(jīng)分頻反饋回來(lái)的，這兩個(gè)信號(hào)通過(guò)鑒相器，也就是經(jīng)過(guò)一個(gè)模擬乘法器后得到一個(gè)相位誤差信號(hào)。因此， 鎖相和調(diào)頻是相互矛盾的：鎖相的目的是使輸出頻率穩(wěn)定，而調(diào)頻則要求輸出頻率隨著調(diào)制信號(hào)的變化而變化。 控制電路如圖 416 所示 。 /G(13 腳 ): 高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)）。在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，為了使通信的質(zhì)量更好。我相信這對(duì)我今后的工作學(xué)習(xí)和生活都是有巨大幫助的。即可輸出數(shù)據(jù)的同時(shí)移入數(shù)據(jù)。 由于 A 值的范圍是 0～ 63，而且必須滿足 NA 的條件，所以當(dāng) A 值大于 63 時(shí)， A 值變?yōu)?A－ 64。為取出其直流成分，可以先用一級(jí)有源積分網(wǎng)絡(luò)將方波信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流，此直流中含有較多交流成分， 再 用 一級(jí)無(wú)源低通網(wǎng)絡(luò)濾除， 然后 加到壓控振 蕩器 上。 （ 2） fRfV時(shí)， f 端輸出負(fù)脈沖， g 端輸出恒為高電平。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)?1，接著重復(fù)以上過(guò)程。N 減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。整個(gè)過(guò)程中輸入的脈沖數(shù)共有 Q＝ A（ P＋ 1） +(NA)P=PN+A，即吞脈沖程序分頻器的總分頻比為： D=PN+A。由 MC14515 MC12022 組成的頻率合成系統(tǒng)如下圖所示 。 使用 該電路 可以使用比較少的外圍器件，并且調(diào)試也很方便 。 圖 41 高頻信號(hào)源系統(tǒng)框圖 單元電路設(shè)計(jì) 壓控振蕩電路設(shè)計(jì) 圖 42 為 MC1648 引腳圖。 MC12022 的特點(diǎn) 是 功耗低 (工作電流 的典型值為 715mA ) 。如果 f v = f r 并 f v 與 f r 同相 ,則 v 和 r 保持高電平 ,僅在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)二者同時(shí)為低電平。 管腳排列及功能 如下圖 32 圖 32 MC145152 的管腳排列 采用 28 腳 DIP 封裝 ,各管腳功能如下 : 引腳 6 (RA0 、 RA1 、 RA2 ) 為參考地址碼輸入端 , 用于選擇參考分頻器的分頻比。 PSEN: 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也 接收一些控制信號(hào)。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。 圖 31 52 單片機(jī)管腳圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 12 52 單片機(jī) 兼容 MCS51指令系統(tǒng) ，有 8k可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） ISP Flash ROM 和 256x8bit 內(nèi)部 RAM。其設(shè)備是 頻率合成器 ，它 是利用一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，通過(guò)各種技術(shù)途徑產(chǎn)生大量離散頻率信號(hào)的設(shè)備。由于各種雜散干擾信號(hào)在環(huán)路中所影響的位置不同，因此所表現(xiàn)的噪聲特性也有所不同，這樣在設(shè)計(jì)環(huán)路濾波器時(shí)就需要具體分析干擾來(lái)源，合理選擇濾波器參數(shù)，以獲得最佳的濾波性能 。設(shè)旋轉(zhuǎn)矢量 iU 和 VU 分別表示鑒相器的輸入?yún)⒖夹盘?hào) ()iut和壓控振蕩器輸出信 ()Vut，它們的瞬時(shí)角速度和瞬時(shí)角位移分別為 ()i t? ， ()vt? 和 ()it? ，??y t? .顯然只有當(dāng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量以相同角速度 ( tV??? )旋轉(zhuǎn)時(shí) ,它們之間的相位差才能保持恒定值。 最后給出結(jié)論并對(duì)課題未來(lái)的發(fā)展做出了展望。普通的帶通濾波器無(wú)法跟蹤，因此它的通頻帶寬度必須計(jì)及頻率漂移范圍。這是因?yàn)楫a(chǎn)生正弦信號(hào)的方法比較簡(jiǎn)單，而且用正弦信號(hào)測(cè)量比較方便。 在現(xiàn)代電子技術(shù)中，為了得到高精度的振蕩頻率，利用鎖相環(huán)、倍頻、分頻等頻率合成技術(shù)，可以獲得多頻率、高穩(wěn)定的振蕩信號(hào)輸出。 關(guān)鍵詞 :鎖相環(huán) ； MC145152； AT89S52； Abstract This article is designed to AT89S52 core, which directly control the MC145152 A score frequency, its serial port in mode 0, string, and convert, control the MC145152N frequency .Keyboard count A plus, A minus count, N, and the count, N the number of writedown, step value and the band control。 高頻信號(hào)源要求電子儀器能達(dá)到很高的輸出頻率，具有低相位誤差、低南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 2 雜散、易于集成等特點(diǎn)，能提供頻率穩(wěn)定度很高的輸出信號(hào)，能很好的抑制寄生分量，避免大量使用濾波器，因而有利于集成化和小型化。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 3 鑒相器是相位比較裝置，它把輸出信號(hào)和參考信號(hào)的相位進(jìn)行比較，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于兩信號(hào)相位差的誤差電壓。 本段 介紹下 鎖相環(huán)的 優(yōu)點(diǎn)，鎖相環(huán) 可以實(shí)現(xiàn)理想的頻率控制 ， 這是由于環(huán)路鎖定時(shí)，環(huán)路輸出無(wú)剩余穩(wěn)態(tài)頻差存在所致。若0()e t??? ， 則由公式 （ 1） 得 ： ()( ) 0edtt dt? ?? ? ? 亦即 RV??? （ 24） 由此可知，當(dāng)兩個(gè)振蕩信號(hào)的瞬時(shí)相位差為一個(gè)常數(shù)時(shí)，二者頻率定然相等。維持鎖定的直流控制電壓由鑒相器提供，因此鑒相器的兩個(gè)輸入信號(hào)間留有一定的相位差。由于環(huán)路濾波器是一個(gè)線性電路，所以可用傳遞函數(shù) ()Fs或傳輸算子 ()Fp進(jìn)行分析。間接頻率 合成器的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)問(wèn)取決于鎖相環(huán)路的鎖定時(shí)間。 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。引腳 21～ 25 (A5～ A0 ) 為 6bit A 計(jì)數(shù)器的分頻端。當(dāng)環(huán)路失鎖時(shí) ,LD 為低電平。 管腳排列 如圖 33: 圖 33 MC12022引 腳排列圖 MC12022 低功耗雙模預(yù)置分頻器電路具有247。 由圖 中 可 以發(fā)現(xiàn) ，兩個(gè)變?nèi)荻O管是背靠背連接的， 這樣做的 特點(diǎn)是：對(duì)于直流和調(diào)制信號(hào)而言，它們相當(dāng)于并聯(lián)，所處的偏置點(diǎn)和受調(diào)制狀態(tài)一樣；而對(duì)于高頻信號(hào)而 言，它們相 當(dāng)于串聯(lián)，使得每個(gè)變?nèi)荻O管兩端的電壓幅度下降了 ， 這就減弱了高頻電壓的作用， 起到了調(diào)控的作用。Q3， Q2 和射 極跟隨器 Q1 為輸出緩沖級(jí)，有隔離作用，可減小負(fù)載對(duì)振蕩器工作狀態(tài)的影響。MC145152 是 MOTOROLA 公司生產(chǎn)的大規(guī)模集成電路，它是一塊采用并行碼輸入方式置定、由 14根并行輸入數(shù)據(jù)編程的雙模 CMOS－ LSI 鎖相環(huán)頻率合成器。 R 值由 RA0、 RA RA2 設(shè)定， 將 RA0、 RA RA2 分別置不同的高低電平可得到不同的 R 值，具體數(shù)值 如 下 圖 所示。 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。如果參考頻率 fr＝ 10kHz，則輸 出頻率 fo＝（ PN＋ A） fr＝（ 64N＋ A） 10kHz。環(huán)路濾波器前級(jí)的有源網(wǎng)絡(luò)就起到這個(gè)作用。核心 是 使用單片機(jī) AT89C52，單片