第八章 第2～3节.pptVIP

1. CC4046逻辑图和引出端功能图 2. 使用说明 CC4046、J691包含相位比较器、压控振荡器两部分，使用时需外接低通滤波器（阻、容元件）形成完整的锁相环。此外，它们内部还有一个6.2V的齐纳稳压管。齐纳管是在需要用的时候作为辅助电源。 1）压控振荡器（VCO） VCO部分需要一个外接电容和外接电阻（或和），电阻和电容决定VCO的频率范围，电阻可以使VCO的频率得到补偿。受VCO输入电压作用的源极跟随器在（10）端输出（解调输出）。如果使用这一端时，应从（10）端到VSS外接一个电阻作为负载。如果不使用这个端子，可以允许断开。VCO输出既可以直接与相位比较器连接，也可以通过分频器连接到相位比较器的输入端。 2)相位比较器 (1)相位比较器Ⅰ是异或门，使用时，要求输入信号的占空比为50%，当输入端无信号时（只有VCO信号），相位比较器Ⅰ输出1/2 VDD电压，从而引起VCO在中心频率处振荡。相位比较器Ⅰ的捕捉范围取决于低通滤波器的特性。适当选择低通滤波器可以得到大的捕捉范围。图8-12为锁定时的波形。 (2)相位比较器Ⅱ为四组边沿触发器。其相位脉冲输出（1端）表示输入信号与比较器输入信号的相位差。当它为高电平时，表示锁相环处于锁定状态。如果无输入信号，则被VCO调整在最低频率上，输出呈高阻抗，必须在（12）端接入电阻以维持振荡。 因为这种相位比较器只是在输入信号的上升沿起作用，所以不要求波形占空比为50%，用相位比较器Ⅱ的捕捉范围与低通滤波器的数值无关。 相位比较器Ⅰ、Ⅱ具有公共输入端，它们的输出端是独立的（图８-１０中的１３端和2端），以便于选择使用。 二、NE564集成锁相环芯片 NE564的工作频率可达50MHz，VCO采用射极耦合多谐振荡器。它是一种更适宜于用作调频信号和频移键控信号解调器的通用器件，它的引出端功能图和组成方框图如图8-13所示。由图可知，在输入端增加了振幅限幅器，用来消除输入信号中的寄生调幅。输出端增加了直流恢复和施密特触发电路，用来对FSK信号进行整形。为便于使用，VCO的输出通过电平变换电路产生TTL和ECL兼容的电平。 8.3 锁相环路的应用 一、在调制解调技术中的应用 1．锁相调频电路 2．锁相鉴频电路 二、在空间技术上的应用 三、在稳频技术中的应用 1．用于振荡器的稳定与提纯。 2．频率合成器 锁相环路之所以广泛应用于电子技术的各个领 域，是由于它具有一些特殊的性能。 1）良好的跟踪特性 锁相环路的输出信号频率可以精确地跟踪输入 参考信号频率的变化，可以做载波跟踪型锁相环及调制跟踪型锁相环。 2）良好的窄带滤波特性 当压控振荡器的输出频率锁定在输入参考频率上时，由于信号频率附近的干扰形式将以低频干扰 的成分进入环路，绝大部分的干扰会受到环路滤波器低通特性的抑制，从而减少了对压控振荡器的干扰作用。所以，环路对干扰的抑制作用就相当于一个窄带的高频带通滤波器，其通带可以做得很窄（如在数百兆赫兹的中心频率上，带宽可做到几赫兹）。 不仅如此，还可以通过改变环路滤波器的参数和环路增益来改变带宽，作为性能优良的跟踪滤波器，用以接收信噪比低、载频漂移大的空间信号。 3）良好的门限特性 在调频通信中，若使用普通鉴频器，由于该鉴频器是一个非线性器件，信号与噪声通过非线性相互作用，噪声会对信号产生较大的抑制，使输出信噪比急剧下降，即出现了门限效应。锁相环路用作鉴频器时也有门限效应存在。但是，在相同的调制系数的条件下，它比普通鉴相器的门限低。 当锁相环路处于调制跟踪状态时，环路有反馈控制作用，跟踪相差小，这样，通过环路的作用，限制了跟踪的变化范围，减少了鉴相特性的非线性影响，所以改善了门限特性。 利用上述特性，锁相环可以做成性能十分优越的跟踪滤波器，用以接收来自宇宙空间的信噪比很低且载频漂移大的信号。下面对锁相环路在调制解调、锁相接收及稳频技术等方面的应用作一些介绍。 一、在调制解调技术中的应用 实现锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外。使压控振荡器的中心频率锁定在稳定度很高的晶振频率上，而随着输入调制信号的变化，振荡频率可以发生很大偏移。这种锁相环路称载波跟踪型PLL。 图8-15所示为CC4046用于锁相调频的实际电路。晶振接于CC4046的14端，调制信号从9端加入，调频波中心频率锁定在晶振频率上，在 3与4的连接端得到调频信号。VCO的频率可用100kΩ的电位器调节。CC4046的最高工作频率为1.2MHz。 2．锁相鉴频电路 用锁相环路可实现调频信号的解调。如果将环路的频带设计得足够宽 ，则压控振荡器的振荡频率跟随输入信号的频率而变。若压