第5章集成锁相环路

1、锁相技术第5章 集成锁相环路第五章第五章 集成锁相环路集成锁相环路5.1 概述概述1. 集成锁相环路的特点集成锁相环路的特点 易于集成化（没有电感线圈）易于集成化（没有电感线圈） 价格低廉价格低廉 应用门槛低（技术方面）应用门槛低（技术方面） 模拟技术和数字技术结合模拟技术和数字技术结合 应用广泛应用广泛锁相技术第5章 集成锁相环路2. 锁相集成电路的分类锁相集成电路的分类按电路形按电路形式分类式分类按用途按用途分类分类锁相技术第5章 集成锁相环路3. 锁相集成电路工艺特点锁相集成电路工艺特点 以以TTL电电路为主路为主以以CMOS电路为主电路为主锁相技术第5章 集成锁相环路5.2 集成鉴相器

2、集成鉴相器实现：采用平衡模拟乘法器或双平衡模拟乘法器实现：采用平衡模拟乘法器或双平衡模拟乘法器 实现信号相乘。实现信号相乘。 集成鉴相器有两种类型：模拟乘法器、数字比相器集成鉴相器有两种类型：模拟乘法器、数字比相器一、模拟乘法器一、模拟乘法器原理：原理： LPF)(1tu)(2tu)(tud锁相技术第5章 集成锁相环路双平衡模拟乘法器原理图双平衡模拟乘法器原理图锁相技术第5章 集成锁相环路典型产品：（典型产品：（MC） F 14961596模拟乘法器模拟乘法器锁相技术第5章 集成锁相环路二、数字式鉴频鉴相器二、数字式鉴频鉴相器 数字式鉴频鉴相器是用脉冲后沿触发来进行工数字式鉴频鉴相器是用脉冲后

3、沿触发来进行工作的，属边沿触发型电路。它不仅有鉴相功能，而作的，属边沿触发型电路。它不仅有鉴相功能，而且还有鉴频功能。且还有鉴频功能。典型产品：典型产品：T4044(MC4044) E12040(MC12040) 5G4046（CD4046）中的）中的PD-锁相技术第5章 集成锁相环路T4044数字式鉴频鉴相器电路数字式鉴频鉴相器电路数字比数字比相器相器电荷泵电荷泵LF锁相技术第5章 集成锁相环路 图5-10 T4044同频鉴相波形(a)R与V同相；(b)R滞后V；(c)R超前V锁相技术第5章 集成锁相环路三、门鉴相器三、门鉴相器门鉴相器是一种电平触发型数字鉴相器。门鉴相器是一种电平触发型数字

4、鉴相器。或门鉴相器：或门鉴相器：(0)( )(2)(02 )edmededmeUu tU2oeeT典型产品典型产品CD4046锁相技术第5章 集成锁相环路 5.3 集成压控振荡器集成压控振荡器一、积分一、积分-施密特触发电路型压控振荡器施密特触发电路型压控振荡器 典型产品：典型产品：NE566二、射极耦合多谐振荡器型压控振荡器二、射极耦合多谐振荡器型压控振荡器 典型产品：典型产品：MC1658三、三、LC负阻型压控振荡器负阻型压控振荡器 典型产品：典型产品：E1648四、数字门电路型压控振荡器四、数字门电路型压控振荡器 典型产品：典型产品：CD4046 一般一般VCO输出波形为矩形波。某些输出

5、波形为矩形波。某些VCO可以输出可以输出三角波、正弦波及锯齿波，由此可以构成函数信号三角波、正弦波及锯齿波，由此可以构成函数信号发生器。发生器。锁相技术第5章 集成锁相环路5.4 通用单片集成锁相环通用单片集成锁相环特点：特点： 集成了锁相环中除集成了锁相环中除LF以外的所有部件。以外的所有部件。 各部件之间在集成电路内部已连接或部分连各部件之间在集成电路内部已连接或部分连接，由此获得更多的功能。接，由此获得更多的功能。 集成电路内部增加一些如：正交检波器、放集成电路内部增加一些如：正交检波器、放大器等附属电路以获得更多功能。大器等附属电路以获得更多功能。 使用时，可根据实际需求，改变外接参数

6、确使用时，可根据实际需求，改变外接参数确定工作频率及确定定工作频率及确定LF的电路形式和参数。的电路形式和参数。 集成锁相环的使用方法及参数计算与设置集成锁相环的使用方法及参数计算与设置,可可查阅其查阅其数据手册数据手册。锁相技术第5章 集成锁相环路一、高频单片集成锁相环一、高频单片集成锁相环1. NE560双平衡模双平衡模拟乘法器拟乘法器射极定时多射极定时多谐振荡器谐振荡器改变改变VCO的的跟踪范围跟踪范围锁相技术第5章 集成锁相环路特点及应用：特点及应用： 工作频率达到工作频率达到30MHZ，电源，电源6V26V。 锁相环各部件内部相连。锁相环各部件内部相连。 VCO的跟踪范围可调。的跟踪

7、范围可调。 可应用于可应用于FM解调、跟踪滤波、载波提取等。解调、跟踪滤波、载波提取等。 相近产品相近产品NE561、NE562等。等。锁相技术第5章 集成锁相环路2. NE562（L562）特点及功能：特点及功能： VCO和和PD之间内部断开，以便实现分频、混频。之间内部断开，以便实现分频、混频。20.04(/)1()40SRMSdSRMSUKV radU83 10oTKfC芯片数据手芯片数据手册中得到册中得到输入电压输入电压的有效值的有效值锁相技术第5章 集成锁相环路二、超高频单片集成锁相环二、超高频单片集成锁相环NE564(L564)： 工作频率达到工作频率达到50MHZ。锁相技术第5章

8、 集成锁相环路特点及功能：特点及功能： 鉴相器是双平衡模拟乘法器，鉴相灵敏度为：鉴相器是双平衡模拟乘法器，鉴相灵敏度为：40.46(/)7.3 10 (/)()dBKV radV rad uA IuA 为为2脚注入电流脚注入电流mAIB800 VCO是改进型的射极耦合多谐振荡器是改进型的射极耦合多谐振荡器 振荡频率：振荡频率：116CTfR C 由电路内部设定由电路内部设定100CR控制灵敏度：控制灵敏度：fKKono是是 归一化控制灵敏度归一化控制灵敏度onKZMHf1)/(109 . 506SVradKIonB)/(1045.108006SVradKIonB 施密特触发器和直流恢复电路构成

9、施密特触发器和直流恢复电路构成FSK解调时的解调时的后整理电路，输出后整理电路，输出FSK解调信号。解调信号。 可用于高速调制、解调及频率合成。可用于高速调制、解调及频率合成。锁相技术第5章 集成锁相环路三、低频单片集成锁相环三、低频单片集成锁相环NE567电流控制电流控制振荡器振荡器主鉴主鉴相器相器正交鉴正交鉴相器相器锁定锁定指示指示锁相技术第5章 集成锁相环路特点及功能：特点及功能： 电源电压电源电压4.75-9V 工作频率范围为工作频率范围为0.01HZ-500KHZTTCRf1 作为作为FM解调时，从解调时，从2脚输出解调信号。脚输出解调信号。 作为单音解码时，作为单音解码时，8脚输出

10、与脚输出与TTL电平相匹配的电平相匹配的高、低电平。（相当与频率继电器）高、低电平。（相当与频率继电器） 作为调幅检波时，从作为调幅检波时，从1脚输出解调信号。脚输出解调信号。锁相技术第5章 集成锁相环路 5.5 集成频率合成器集成频率合成器 集成频率合成器区别于通用单片集成锁相环，集成频率合成器区别于通用单片集成锁相环，通常总是把频率合成器中性质相同通常总是把频率合成器中性质相同(或相近或相近)的的参考参考振荡器、参考分频器、数字鉴相器、程序分频器、振荡器、参考分频器、数字鉴相器、程序分频器、各种逻辑控制电路以及高速双模或多模前置分频各种逻辑控制电路以及高速双模或多模前置分频器器等部件集成在

11、一个或几个单片中（等部件集成在一个或几个单片中（VCO不在其不在其中中），以构成集成频率合成器的电路系统。），以构成集成频率合成器的电路系统。 本节介绍几种典型的集成频率合成器的工作本节介绍几种典型的集成频率合成器的工作原理及应用。原理及应用。锁相技术第5章 集成锁相环路一、中规模集成频率合成器一、中规模集成频率合成器MC145106方框图方框图外接外接VCO外接外接晶体晶体外接外接LF选择参考选择参考分频比分频比选择程序选择程序分频比分频比锁相技术第5章 集成锁相环路特点及功能：特点及功能： 外接外接VCO、晶体及、晶体及LF构成频率合成器。构成频率合成器。 采用参考分频器获得参考频率采用参

12、考分频器获得参考频率 ，程控分频器，程控分频器获得比较频率获得比较频率 ，频率合成器的输出频率为，频率合成器的输出频率为 的的整数倍。整数倍。rfdfrf 程序分频器的分频系数可以由机械开关、电子程序分频器的分频系数可以由机械开关、电子开关或微处理器进行预置。开关或微处理器进行预置。 8脚为频率锁定指示。脚为频率锁定指示。锁相技术第5章 集成锁相环路二、大规模集成频率合成器二、大规模集成频率合成器MC145152-1可编程的参可编程的参考分频比考分频比程控分频程控分频比的粗调比的粗调程控分频程控分频比的细调比的细调锁相技术第5章 集成锁相环路本章总结本章总结鉴相器的电路实现鉴相器的电路实现VCO的电路实现的电路实现典型通用集成锁相环的构成及工作原理典型通用集成锁相环的构成及工作原理典型集成频率合成器的构成及工作原理典型集成频率合成器的构成及工作原理 通过本章的学习，要求了解集成锁相环和集通过本章的学习，要求了解集成锁相环和集成频率合成器的构成、工作原理（框图）及应用成频率合成器的构成、工作原理（框图）及应用方法。为在工程实践中灵活应用锁相环奠定基础。方法。为在工程实践中灵活应用锁相环奠定基础。锁相技术第5章 集成锁相环路