鎖相環(huán)課件-20150401

1、鎖相環(huán)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）初步認(rèn)識(shí)并正確應(yīng)用鎖相環(huán)（CC4046）；（2）初步掌握利用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)倍頻的設(shè)計(jì)及調(diào)試方法。鎖相環(huán)原理鎖相環(huán)是一種以消除頻率誤差為目的的反饋控制電路，其基本原理是利用相位誤差去消除頻率誤差。當(dāng) VCO 信號(hào)頻率 與輸入信號(hào)頻率 足夠接近并在相位上保持某種特定關(guān)系時(shí)，稱(chēng)之為“相位鎖定”。鎖相環(huán)在相位鎖定的狀態(tài)下，輸入信號(hào)頻率 發(fā)生變化時(shí)， VCO 輸出信號(hào) 也將跟著變化，并且嚴(yán)格保持一致，這就是鎖相環(huán)的環(huán)路跟蹤。 COfififCOfPCI：異或相位比較器，當(dāng)PHI1和PHI2輸入占空比為50%的信號(hào)波形時(shí)，PHO1的波形的占空比與二輸入信號(hào)的相位差 有關(guān)PCII：為邊

2、沿觸發(fā)式相位比較器，它僅在二輸入信號(hào)的上升沿起作用，可接受任意占空比的輸入信號(hào)。之間不接時(shí)，振蕩頻率在max2f0R實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一：壓控振蕩器的壓控特性測(cè)量（萬(wàn)用表）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一：壓控振蕩器的壓控特性測(cè)量（萬(wàn)用表）步驟：步驟： 將將10k的電位器一頭接地，一頭接的電位器一頭接地，一頭接VDD電源，中心滑動(dòng)頭接電源，中心滑動(dòng)頭接VCO輸入，輸入，然后調(diào)節(jié)電位器，使然后調(diào)節(jié)電位器，使VCO輸入電壓輸入電壓Vd由小到大變化（由小到大變化（ Vd=0V、1V、2V、3V、4V、5V），測(cè)出以下三種情況下的），測(cè)出以下三種情況下的VCO的的f-V曲線(xiàn)。曲線(xiàn)。（1）R2不接，不接，R1=10k，C1=120pF

3、，VDD=+5V（2）R2=10k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V *（3）R2=100 k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V壓控振蕩器的壓控特性測(cè)量原理圖壓控振蕩器的壓控特性測(cè)量原理圖9456 71112VVDD5實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二：基本鎖相環(huán)鎖定與跟蹤的觀(guān)察實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二：基本鎖相環(huán)鎖定與跟蹤的觀(guān)察步驟：步驟：（1）將鎖相環(huán)接成基本的閉環(huán)頻率反饋系統(tǒng)；）將鎖相環(huán)接成基本的閉環(huán)頻率反饋系統(tǒng)； 壓控振蕩器的振蕩元器件同上；壓控振蕩器的振蕩元器件同上；（2）測(cè)出壓控振蕩器不同元器件取值時(shí)基本鎖相環(huán)的跟蹤范圍）測(cè)出壓控振蕩器不同元器件取值時(shí)基本鎖相環(huán)的跟蹤范圍 將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器將

4、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器PULSE輸出的方波信號(hào)加到鎖相環(huán)的輸入端，輸出的方波信號(hào)加到鎖相環(huán)的輸入端，當(dāng)方波信號(hào)頻當(dāng)方波信號(hào)頻 率率 等于等于VCO中心頻率時(shí)，鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)，此中心頻率時(shí)，鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)，此時(shí)通過(guò)雙蹤示波器可以看到，輸入信號(hào)時(shí)通過(guò)雙蹤示波器可以看到，輸入信號(hào) 與與VCO的輸出的輸出 兩者頻兩者頻率相等，率相等，僅存在固定的相位差僅存在固定的相位差，當(dāng)緩緩改變輸入信號(hào)頻率時(shí)，當(dāng)緩緩改變輸入信號(hào)頻率時(shí)，VCO輸出的頻率隨著改變，鎖相環(huán)處于跟蹤狀態(tài)；當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過(guò)輸出的頻率隨著改變，鎖相環(huán)處于跟蹤狀態(tài)；當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過(guò)一定的范圍時(shí)，一定的范圍時(shí)，VCO的輸出波形由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定

5、，鎖相環(huán)進(jìn)入的輸出波形由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定，鎖相環(huán)進(jìn)入“失鎖失鎖” 狀態(tài)狀態(tài)ifIVOV鎖相環(huán)鎖定與跟蹤的觀(guān)察原理圖鎖相環(huán)鎖定與跟蹤的觀(guān)察原理圖34%)30%10(RR 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三 、 用用CC4046、CC4526組成一個(gè)倍頻電路組成一個(gè)倍頻電路 （其倍頻數(shù)其倍頻數(shù)N=115可預(yù)置可預(yù)置）用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)倍頻的原理用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)倍頻的原理cocoNff實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用）用CC4526設(shè)計(jì)一個(gè)九進(jìn)制計(jì)數(shù)器，測(cè)繪各關(guān)鍵點(diǎn)的波設(shè)計(jì)一個(gè)九進(jìn)制計(jì)數(shù)器，測(cè)繪各關(guān)鍵點(diǎn)的波 形，形，（注意觸發(fā)源的選擇）。（注意觸發(fā)源的選擇）。 （2）設(shè)計(jì)并連接九倍頻電路，鎖相環(huán)的壓控振蕩器參數(shù)選?。┰O(shè)計(jì)并連接九

6、倍頻電路，鎖相環(huán)的壓控振蕩器參數(shù)選取 R2=10k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V。（3）觀(guān)察環(huán)路跟蹤情況，并用示波器測(cè)出對(duì)輸入信號(hào)的跟蹤范）觀(guān)察環(huán)路跟蹤情況，并用示波器測(cè)出對(duì)輸入信號(hào)的跟蹤范 圍。圍。（4）在中心頻率處測(cè)出）在中心頻率處測(cè)出 的波形的波形2IoiPHVCOV，數(shù)字式占空系數(shù)測(cè)定儀數(shù)字式占空系數(shù)測(cè)定儀占空系數(shù)測(cè)定儀的基本框圖占空系數(shù)測(cè)定儀的基本框圖譯碼顯示寄存2位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器鎖相環(huán)abcd被測(cè)信號(hào)各點(diǎn)波形對(duì)應(yīng)關(guān)系各點(diǎn)波形對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)數(shù)的最高位指標(biāo)要求：指標(biāo)要求：（1） 被測(cè)信號(hào)頻率范圍被測(cè)信號(hào)頻率范圍100Hz5KHz（2） 量程量程099%（3） 分辨率分辨率1

7、%（4） 電源電壓：電源電壓：+5V（5） 被測(cè)信號(hào)由被測(cè)信號(hào)由555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，占空比范圍定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，占空比范圍10-90%KHzfKHzf500,10maxmin為：壓控振蕩器的振蕩頻率由指標(biāo)要求可知：2, 0minRf所以，（1）,12minCRf、的值可確定由。的值確定由12minmax/RRff（2）pFCKRMR150,10,1112查表，初步選定步驟1：選定R1、R2、C1、R3、R4、C2步驟2：測(cè)VCO特性曲線(xiàn) 若不合要求，返回步驟1調(diào)整參數(shù)步驟3：測(cè)基本鎖相環(huán)的跟蹤范圍 若不合要求，返回步驟1調(diào)整參數(shù)步驟4：接入倍頻電路，測(cè)跟蹤范圍 若不合要求，返回步驟1調(diào)整參數(shù)步驟5：聯(lián)成占空系數(shù)測(cè)定儀， 選定一個(gè)中間頻率，改變占空比，比較電路輸出和示波器測(cè)量結(jié)果，誤差應(yīng) 1%思考題1鎖相環(huán)鎖定與失鎖的標(biāo)志是什么？如何用示波器來(lái)判別 ？2輸入信號(hào)頻率 fi