【正文】 圖 32 MC1451512 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 MC1451512 引腳如圖 33。 N 選擇范圍＝ 3～ 16383。用戶可以選擇的 8 個247。 MC1451512 是 MC1451511 的改進(jìn) 型 產(chǎn)品，集成可以利用247。載波信號的參數(shù)有幅度、頻率和位相，所以，調(diào)制有調(diào)幅（ AM）、調(diào)頻（ FM）和調(diào)相（ PM）三種。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 鎖相環(huán)電路 鎖相環(huán)的應(yīng)用：鎖相環(huán)在調(diào)制和解調(diào)中的應(yīng)用，調(diào)制和解調(diào)的概 念為了實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸，在發(fā)信端通常采用調(diào)制的方法對信號進(jìn)行調(diào)制，收信端接收到信號后必須進(jìn)行解調(diào)才能恢復(fù)原信號。同時在布板的時候考慮到級間電容等因素的影響，我們把元器件盡量靠緊，走線也盡量的短。其參數(shù)為 V（ BR） CBO=30V， Icm=，F(xiàn)=1GHz，是一優(yōu)秀的高頻小功率管符合電路要求且本地易購。 變?nèi)荻O管 1T33 其 Cj=2235P， Cj/Cj2=10，以 f=1/(2π * (LC )1/2)估算，壓控范圍可以過題目所求的 3638MHz。其中由 L1,C1 及 D1 組成感抗支路， C3,C5 組成反饋電容，其振蕩頻率主要由 L1,C1 及變?nèi)荻O管的電容值來決定： )(2 1 111 DCCLf ?? ?, （ 41） 因此只要用鎖相環(huán)送來的電壓控制 D1 的電容值就可以改變其振蕩頻率。 在反饋電壓高影響變?nèi)荻O管的電容值時，不會改變電路的反饋系數(shù)，波形穩(wěn)定。 鎖相環(huán)路功能模塊電路的設(shè)計(jì) 壓控振蕩電路 結(jié)合指標(biāo)要求，采用改進(jìn)型高穩(wěn)定度電容三點(diǎn)式的克拉波電路，見附圖 1。 方案二：用液晶顯示：此種顯示結(jié)構(gòu)簡單，只須連在單片機(jī)中輸出的 IO 口即可，方法也較為成熟，需要為驅(qū)動顯示部分另外編程，而且價格較為貴，但是顯示的內(nèi)容豐富，無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 內(nèi)容美觀。 方案一： LED 數(shù)碼管顯示：此種顯示結(jié)構(gòu)一般， 用于各類儀表、儀器、家用電器等的數(shù)字顯示。 單片機(jī)部分的選擇 由于眾多單片機(jī)里， 8051 系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單，且可以實(shí)現(xiàn)多種功能，價格也比較合理，單片機(jī)語言也主要是匯編語言，故選擇 51 系列單片機(jī)作為系統(tǒng)所用單片機(jī)。適用于高頻通信設(shè)備作頻 ， 率合成器用。 考慮到實(shí)際情況，我們選擇了第三個方案即采用 MC1451512。另外，電路產(chǎn)生的信號波形很好，其中正弦信號的失真度僅為 ％。利用單片機(jī)控制管理，使頻率設(shè)置和占空比調(diào)整等操作可用鍵盤輸入，十分方便。該集成配合獨(dú)立 VCO 便能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。參考分頻器帶有 12 位計(jì)數(shù)器，參考分頻比通過三個輸入端控制的存儲及編碼。 方案三：集成鎖相頻率合成 MC1451512。 方案二：采用串行輸入頻合器（如 MB1504， MC145162），內(nèi)含參考振蕩器、參考分頻器、相位檢測器、可編程 /N 計(jì)數(shù)器及接收串行輸入數(shù)據(jù)所必需的移位寄存器和鎖存電路，其優(yōu)點(diǎn)是工作頻率高，占用單片機(jī)的外圍接口不多，為實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的其它控制節(jié)省了硬件資源。因此它的環(huán)路性能和通用性能的較好， 是 屬于通用型的集成鎖相環(huán)。 方案的選擇 集成鎖相環(huán)頻率合成器芯片的選擇 方案一：單片集成鎖相環(huán) L562。包括與單片機(jī)連接的并行接口、頻率合成器、低通濾波器、壓控振蕩器。它的工作原理是根據(jù)用戶操作信息通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，然后通過程序使單片機(jī)輸出相對應(yīng)的信息到頻率合成模塊，進(jìn)而控制系統(tǒng)的各種功能，頻率的合成及各種參數(shù)，輸入的數(shù)據(jù)還可通過數(shù)碼顯示。 晶 振 參考分頻 PD LF VCO除以 N單片機(jī)控制數(shù)碼顯示鍵盤輸入f r f o = Nf r 圖 31 系統(tǒng)方框圖 模塊說明： （ 1）單片機(jī)模塊。根據(jù)圖 23，設(shè)θ i 為晶振經(jīng) R分頻器分頻之后的相位 ,θ o為 VCO 輸出相位， 為 VCO 經(jīng) N 分頻器分頻之后的相位，θ e為鑒相器的輸出相位，環(huán)路的基本函數(shù)無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 可以表示為 (1) 閉環(huán)傳遞函數(shù) (22) (2) 開環(huán)傳遞函數(shù) (23) 其中 G(s) = KPDKVCOF(s)/ s 稱做前向傳遞函數(shù) , H(s) =1/ N 稱做后向傳遞函數(shù) , KPD 為鑒相器的鑒相增益 , KVCO為 VCO 的壓控靈敏度 , F(s)為環(huán)路濾波器的傳遞函數(shù)。用鎖相環(huán)構(gòu)成的頻率合成器具有頻率穩(wěn)定度高、相位噪聲小、電路簡單易集成、易編程等特點(diǎn)。同時可得到和參考源相同的頻率穩(wěn)定度。達(dá)到穩(wěn)定后，輸入信號和壓控振蕩器輸出信號之間的頻差為零，相差不再隨時間變化，誤差電壓為一固定值，環(huán)路就進(jìn)入 “ 鎖定 ” 狀態(tài)。在這種誤差電壓的控制下，壓控振蕩器的頻率也在變化。通過比較輸入信號和壓控振蕩器輸出信號之間的相位差，從而產(chǎn)生誤差控制電壓來調(diào)整壓控振蕩器的頻率，以達(dá)到與輸入信號同頻。 圖 22 輸出相位偏移圖 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 鎖相頻率合成器的基本原理 鎖相頻率合成器是由鎖相環(huán)路（ PLL）構(gòu)成的，鎖相環(huán)是一種相位負(fù)反饋系統(tǒng)。鎖相環(huán)的一種奇特功能是可以抑制疊加在輸入端的噪聲，把深埋于噪聲中的有用信號檢測出來 。那么，環(huán)路濾波器輸出uc(t)最終應(yīng)為 uc(t)= △ ω /K0， K0 是 VCO 的壓控增益。這時，鑒相器產(chǎn)生輸出信號ud(t)也隨時間而增大，經(jīng)環(huán)路濾波延遲后 uc(t)也增大，這就使得 VCO 的頻率提高，相位差減小，經(jīng)一段時間之后 VCO 的頻率將精確地等于輸入信號的頻率，其最終相位差將根據(jù)所使用的環(huán)路濾波器類型可能減小到零或很小的有限值。 如果輸入信號 u1(t)的角頻率不等于ω 0，那么鑒相器會產(chǎn)生非零輸出 ud(t)，環(huán)路濾波器也將產(chǎn)生輸出信號 uc(t)，這將使 VCO 的中心頻率朝著相差θ e 消失的方向變化。此時相位差θ e 為零，那么鑒相器輸出也為零，環(huán)路濾波器輸出也必定為零。 壓控振蕩器受控制電壓 uc(t)的控制，使壓控振蕩器的頻率向參考信號的頻率接近，也就是使差拍頻率越來越低，直到消除頻率差而鎖定。它把輸出信號u2(t)和參考信號 u1(t)的相位進(jìn)行比較，產(chǎn)生對應(yīng)于兩個信號相位差θ e 的誤差電壓 ud(t)。它包括三個基本部件，壓控振蕩器（ VCO）、鑒相器（ PD）和環(huán)路濾波器（ LF）。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 第二章 鎖相環(huán)路和鎖相頻率合成器的基本原理 由于本文采用的頻率合成方法是應(yīng)用鎖相環(huán)路的間接頻率合成， 因此首先要了解鎖相環(huán)路的基本工作原理和基本構(gòu)成部分才能進(jìn)一步的開展下一步的工作。 主計(jì)數(shù)器輸出頻率 fp 和參考計(jì)數(shù)器輸出頻率 fc即為鑒相頻率，他們和輸入頻率、參考頻率的關(guān)系為： fp＝ fin／［ 10(M ＋ 1)＋ A］ A≤M ＋ 1， M≠0 fc＝ fr／ (R＋ 1) R≥0 當(dāng)環(huán)路鎖定時，應(yīng)有： fp=fc。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 各計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以通過串行或并行接口編程實(shí)現(xiàn)，也可以直接通過連線實(shí)現(xiàn)。10 還是 247。 鎖相頻率合成器 高速前置分頻器、計(jì)數(shù)器、鑒相器和控制邏輯組成。再配上參考振蕩器、壓控振蕩器、環(huán)路濾波器及高速前置分頻器，即可構(gòu)成完整的頻率合成器。 隨著半導(dǎo)體工藝和集成電路技術(shù) 的快速發(fā)展，出現(xiàn)了許多用于頻率合成的大規(guī)模集成電路。這種合成器從總體結(jié)構(gòu)上看由單片機(jī)、鎖相環(huán)及可編程分頻器三部分組成。特別適合某些特殊場合的應(yīng)用。數(shù)字頻率合成器應(yīng)用于通信設(shè)備中，使得工作頻率的選擇變得極為簡單而又精確。此外，一個設(shè)計(jì)良好的 LC 壓控振蕩器具有較高的短期頻率穩(wěn)定度，而高精度標(biāo)準(zhǔn)晶體振蕩器則具有很好的長期頻率穩(wěn)定度，利用鎖相環(huán)路把二者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，就使鎖相式頻率合成法能夠提供長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度都比較高的信號輸出 :缺點(diǎn)是頻率轉(zhuǎn)換時間比較大，由環(huán)路內(nèi)噪聲引起的輸出信號相位抖動比較大。 鎖相式頻率合成是一種將鎖相環(huán)原理應(yīng)用于頻率合成的方法。其主要優(yōu)點(diǎn)是 :轉(zhuǎn)換頻率的時間短 (可達(dá) μs 級 )，頻率、相位和幅度均可實(shí)現(xiàn)程控 。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 直接數(shù)字式頻率合成是一 種近年發(fā)展起來的新的頻率合成技術(shù)，是從相位的概念出發(fā)進(jìn)行頻率合成的。缺點(diǎn)是不能產(chǎn)生大量的輸出頻率，雜散分量多，對濾波和屏蔽的要求很高，功率相當(dāng)大。它利用倍頻 (即乘法 )、分頻 (即除法 )、混頻 (即加法和減法 )及濾波，從單一參考頻率源產(chǎn)生多個所需的輸出頻率。相干合成按其型式分為三種 :直接式頻率合成，鎖相式頻率合成和直接數(shù)字式頻率合成，這三種不同的頻率合成型式既體現(xiàn)了頻率合成技術(shù)的發(fā)展過程，又各有優(yōu)缺點(diǎn)。非相干合成就是利用多個獨(dú)立無關(guān)的晶體振蕩器作參考頻率源來產(chǎn)生所需的頻率。環(huán)路集成化與數(shù)字化為減小體積、降低成本、增加可靠性、多用途提供了條件。鎖相環(huán)路不像一般的非線性器件那樣，門限取決于輸入信噪比，而是由環(huán)路信噪比決定，較高的環(huán)路信噪比可取得較低的門限性能。鎖相環(huán)路中的壓控振蕩器輸出頻率可以跟蹤輸入信號的瞬時變化，表現(xiàn)了良好的調(diào)制跟蹤性能 。當(dāng)壓控振蕩器輸出頻率鎖定在輸入頻率上時，位于信號頻率附近的干擾成分將以低頻干擾的形式進(jìn)入環(huán)路，而絕大部分干擾會受到環(huán)路濾波器的低通特性的抑制，就相當(dāng)于一個窄帶的高頻帶通濾波器。由于鎖相環(huán)路包含有一個固定積分環(huán)節(jié)、環(huán)路輸出無剩余穩(wěn)態(tài)頻差存在?，F(xiàn)在鎖相環(huán)路正向著集成化、數(shù)字化、多用途、系列化、高速度、高性能方向迅速發(fā)展，且商品化集成鎖相環(huán)路日益增多 ，為鎖相技術(shù)應(yīng)用提供了廣闊前景。 鎖相環(huán)路具有許多優(yōu)良特性，它可用于頻率合成與交換、自動頻率調(diào)諧、模擬和數(shù)字無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 信號的相干解調(diào)、 AM波信號的同步檢波、數(shù)字通信中的位同步提取、鎖相穩(wěn)頻、鎖相倍頻與分頻、鎖相測速與測距、鎖相 FM (PM)調(diào)制與解調(diào)、微波鎖相頻率源及微波鎖相功率放大器等。在 60 年代，維特比 (Viterbi)研究了無噪聲鎖相環(huán)路的非線性理論問題，并發(fā)表了“相干通信原理”一書。到了 40 年代，電視接收機(jī)的同步掃描電路中開始廣泛地應(yīng)用鎖相技術(shù)，使電視圖像的同步性能得到很大改善。 1930 年己建立了同步控制理論的基礎(chǔ)。 本課題是設(shè)計(jì)一個由單片機(jī)、定時計(jì)數(shù)器及單片機(jī)集成鎖相環(huán)路組成的可程控頻率合成器，所以設(shè)計(jì)過程會涉及到鎖相環(huán)路、頻率合成器和單片機(jī)方面的知識。所謂全數(shù)字鎖相環(huán)路 (DPLL)就是環(huán)路部件全部數(shù)字化，采用數(shù)字鑒相器（ DPD）、數(shù)字環(huán)路濾波器 (DLF)、數(shù)控振蕩器 (DCO)構(gòu)成的鎖相環(huán)路 。 鎖相環(huán)是一個相位誤差控制系統(tǒng)。它具有低門限特性，可大大改善模擬信號和數(shù)字信號的解調(diào)質(zhì)量。鎖相環(huán)路有其獨(dú)特的優(yōu)良性能，它具有載波跟蹤特性，作為一個窄帶跟蹤濾波器，可提取淹沒在噪聲之中的信號；用高穩(wěn)定的參考振蕩器鎖定，可作提供一系列頻率高穩(wěn)定的頻率源；可進(jìn)行高精度的相位與頻率測量等等。 VCO 。 PLL 。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級別來對期刊劃為省級期刊和國家級期刊。 。 一般普通刊物（省級、國家級）審核時間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時間為 1420天。一般來說，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。梅森）因此，沒有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù) 論文就沒有科學(xué)價值。學(xué)士學(xué)位論文既 如需要圖紙等資料，聯(lián)系 1961660126 是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) VDC 、 CB 771387號文件給學(xué)術(shù)論文的定義為： 學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實(shí)驗(yàn)性、理論性或觀測性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解的知識和科現(xiàn)象、制定新理論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會不斷地為新理論推翻。如果說學(xué)位申請者的課程考試通過了 ，但論文在答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學(xué)位。 4) 著錄參考文獻(xiàn)有利于節(jié)省論文篇幅。 2) 著錄參考文獻(xiàn) 能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。對已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準(zhǔn)確。所有引用別人的觀點(diǎn)或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。本文主要介紹了該系統(tǒng)的組成原理及設(shè)計(jì)過程，同時也闡述了設(shè)計(jì)過程中所遇到的問題及解決方案。單片機(jī)模塊包含單片機(jī)、鍵盤、 LED顯示屏，主要控制系統(tǒng)的各種功能，頻率的合成及各種參數(shù)； 頻率合成模塊包括與單片機(jī)連接的并行接口、頻率合成器、低通濾波器、壓控振蕩器。其技術(shù)特點(diǎn)是將一個高穩(wěn)定度和高精度的標(biāo)準(zhǔn)頻率源經(jīng)過加、減、乘、除的四則運(yùn)算，產(chǎn)生同樣穩(wěn)定度和精度的大量離散頻率。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 I 摘 要 隨著無線電技術(shù)的發(fā)展，對信號的頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度要求越來越高，一