锁相环路的应用频率合成

1、第6章锁相环路的应用频率锁相技术第6章锁相环路的应用第3节频率一、定义频率器是将一个高精确度和高度的标准参考频率，经过混频、倍频与分频等对它进行加、减、乘、除的四则运算，最终产生大量的具有同样精确度和度的频率源。锁相技术第6章锁相环路的应用频率的主要有三种。最早的被称为直接频率，它利用混频器、倍频器、分频器和带通滤波器来完成对频率的四则运算。典型的一种直接模块为双混频分频模块。锁相技术第6章锁相环路的应用应用锁相环路的频率称为间接。它是目前应用最的一种频率。锁相频率的基本框图如图6-20。在环路锁定时，鉴相器两输入的频率相同，即fr= fdfd是VCO输出频率fo经N次分频后得到的，即(6-3

2、1)fof=(6-32)dN所以输出频率fo = Nfr(6-33)锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-20锁相频率的基本框图锁相技术第6章锁相环路的应用二、变模分频器如图6-20的基本锁相频率率直接加到可编程分频器上。器中，VCO输出频各种工艺的可编程分频器都有一定的上限频率, 这就限制了这种器的最高工作频率。解决这个问题的办法之一是在可编程分频器的前端加一个固定模数V的前置分频器，如图6-21所 示。 ECL或CaAs的固定模数分频器可工作到1GHz以上，这就大大提高了器的工作频率。采用前置分频之后，器的输出频率为fo = N (VfT )锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-21用前置分频

3、的PLL器锁相技术第6章锁相环路的应用图6-22双模分频PLL器锁相技术第6章锁相环路的应用在这一个完整的周期中，输入的周期数为D=(V+1)N2+(N1-N2)V=VN1+N2若V=10，则D=10N1+N2(6-36)(6-37)其它的双模分频比，例如56、67、89、以及100101也是常用的。若用100101的双模分频器，那么V=100D=100N1+N2(6-38)锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-23四模分频PLL器锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用采用变模分频器的目的在于使器能工作在高于可编程分频器上限的频率上。解决这个问题的另外一个途径即是用一个本机振荡

4、器，通过混频将输出频率下移，如图6-24所示。锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-24下变频PLL器锁相技术第6章锁相环路的应用fo=Nfr+Fm=(8702870)×001+90=9871187 MHz锁相技术第6章锁相环路的应用三、多环频率器用高参考频率而且仍能得到高频率分辨力的一种可能的是，在锁相环路的输出端再进行分频，如图6-25。VCO输出频率经M次分频之后为= NfrfoM锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-25后置分频器的PLL器锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-26三环锁相频率器锁相技术第6章锁相环路的应用器的频率转换时间是由A、B、C三个环共同决定的。因为A、B两

5、个环的参考频率fr=100 kHz，C环的参考频率更高，*所以即使频率分辨力达到1而总的频率转换时间仍为kHz，= 25 =25= 0.25msts105fr锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-27 CMOS集成双环器锁相技术第6章锁相环路的应用环路的输出频率f A = (324 325) ´ 0.0025 + 10.24= 11.0500 11.0525MHzf A = (324 325) ´ 0.0025 + 11.31= 12.1200 12.1225MHz锁相技术第6章锁相环路的应用四、小数分频锁相频率器器的基本特性是，每当可编程分频器的分频比改变1时，得到输出频率

6、增量为参考频率fr。为提高频率的分辨力就需减小参考频率fr，这对转换时间等性能是十分不利的。我们设想，假若可编程分频器能提供小数的分频比，每次改变某位小数，那就能在不降低参考频率的情况下提高频率分辨力了。这是一个理想的办法，可惜数字分频器本身无法实现小数分频。锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-28小数分频PLL器锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-29图6-28电路的波形图锁相技术第6章锁相环路的应用五、频率器实例(1)图6-30是一个用MC145106器,作为民用电台的发射机主振和二本振。的单环锁相频率第一、第锁相技术第6章锁相环路的应用图6-30 单工民用电台用单环锁相频率器锁相技术第6

7、章锁相环路的应用(2) 图6-31是用MC145106的双环锁相频率器,应用于航空电台。图崐中上部是一个VHF环,参考振荡频率为1024 MHz,鉴相频率为fr1=5 kHz。( f011- f=)f02T 110N1= 10(NfT 1+f01f02 )锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用图 6-31 双环锁相频率器锁相技术第6章锁相环路的应用(3)图6-32是用MC145152的前置双模分频的。图中MC3393P器,用于航空导航锁相频率是双模前置分频器,按÷V/(V+1)(V=15)模式工作,其最高工作频率是140 MHz。参考振荡频率为32MHz。现置定RA2 RA1 RA0=001,可查得参考分频比为64,则鉴相器工作频率为50 kHz。N=114127,A=014,即可需要的频段8600095950 MHz。锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的应用锁相技术第6章锁相环路的