《鎖相環(huán)PLL原理與應(yīng)用PPT課件123》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鎖相環(huán)PLL原理與應(yīng)用PPT課件123（63頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、鎖相環(huán)鎖相環(huán)PLLPLL原理與應(yīng)用原理與應(yīng)用第一部分：鎖相環(huán)基本原理第一部分：鎖相環(huán)基本原理 一、鎖相環(huán)基本組成一、鎖相環(huán)基本組成 二、鑒相器（二、鑒相器（PD）三、壓控振蕩器（三、壓控振蕩器（VCO）四、環(huán)路濾波器（四、環(huán)路濾波器（LPF）五、固有頻率五、固有頻率n和阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù) 的物的物 理意義理意義 六、同步帶和捕捉帶六、同步帶和捕捉帶第二部分：鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)第二部分：鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)一、PLL參數(shù)測試參數(shù)測試一、壓控靈敏度一、壓控靈敏度KO的測量的測量二、鑒相靈敏度二、鑒相靈敏度Kd的測量的測量三、環(huán)路開環(huán)增益（三、環(huán)路開環(huán)增益（KH）的測量）的測量四、同步帶和捕捉帶的測量四、

2、同步帶和捕捉帶的測量五、五、n、的測量的測量實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)二、PLLPLL應(yīng)用實(shí)驗(yàn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)一、PLL頻率合成器實(shí)驗(yàn)頻率合成器實(shí)驗(yàn)二、二、PLL調(diào)頻（調(diào)頻（FM）解調(diào)）解調(diào)三、鎖相式雙音多頻信號(hào)（三、鎖相式雙音多頻信號(hào)（DTMF）解碼）解碼器器四、四、PLL 數(shù)字調(diào)諧實(shí)驗(yàn)數(shù)字調(diào)諧實(shí)驗(yàn)五、設(shè)計(jì)五、設(shè)計(jì)5/6分頻器分頻器 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^上述實(shí)驗(yàn)，使大家對(duì)由模擬電路通過上述實(shí)驗(yàn)，使大家對(duì)由模擬電路、數(shù)字電路組成的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、數(shù)字電路組成的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電路的搭接、故障的分析判斷、故障電路的搭接、故障的分析判斷、故障的排除得到一次鍛煉。的排除得到一次鍛煉。第一部分：鎖相環(huán)基本原理（第一部分：鎖

3、相環(huán)基本原理（P1P1）一、鎖相環(huán)基本組成一、鎖相環(huán)基本組成 一個(gè)典型的鎖相環(huán)（一個(gè)典型的鎖相環(huán)（PLL）系統(tǒng)，是由鑒相器（）系統(tǒng)，是由鑒相器（PD），壓控蕩器），壓控蕩器（VCO）和低通濾波器（）和低通濾波器（LPF）三個(gè)基本電路組成）三個(gè)基本電路組成 VV V V V V VPDLPFVCOUiUoUd=Kd(io)UF=Ud F（s）FOoUKdtd二鑒相器（二鑒相器（PD）Ud=Kd*Kd 為鑒相靈敏度為鑒相靈敏度 三壓控振蕩器（三壓控振蕩器（VCO）（P2）o（t）=om+K0 UF（t）K0VCO控制特性曲線的斜率，常稱為控制特性曲線的斜率，常稱為VCO的控制的控制靈敏度，或稱壓控

4、靈敏度。靈敏度，或稱壓控靈敏度。四、環(huán)路濾波器，這里僅討論無源比例四、環(huán)路濾波器，這里僅討論無源比例積分濾波器積分濾波器其傳遞函數(shù)為：其傳遞函數(shù)為：式中：1=R1 C 2=R2 C 1)(1)()()(212sssUsUsKiOFR1R2CUiUo當(dāng)鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)時(shí)，當(dāng)鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)時(shí)，鑒相器（鑒相器（PD）的兩輸）的兩輸入端一定是兩個(gè)頻率完全一樣但有一定相位差的入端一定是兩個(gè)頻率完全一樣但有一定相位差的信號(hào)信號(hào)。如果它們的頻率不同，則在壓控振蕩器（。如果它們的頻率不同，則在壓控振蕩器（VCO）的輸入端一定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)使壓控振）的輸入端一定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)使壓控振蕩器的振蕩頻率

5、發(fā)生變化，最終使鑒相器（蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化，最終使鑒相器（PD）的兩輸入信號(hào)（一個(gè)是鎖相環(huán)的輸入信號(hào)的兩輸入信號(hào)（一個(gè)是鎖相環(huán)的輸入信號(hào)Vi,一個(gè)一個(gè)是壓控振蕩器的輸出信號(hào)是壓控振蕩器的輸出信號(hào)Vo）的頻率完全一樣，）的頻率完全一樣，則環(huán)路系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。則環(huán)路系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。五、系統(tǒng)的固有頻率五、系統(tǒng)的固有頻率nn和阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù) 的物理意的物理意義義 （P3P3）一個(gè)串聯(lián)電路，當(dāng)輸入端加一個(gè)階躍電壓時(shí)一個(gè)串聯(lián)電路，當(dāng)輸入端加一個(gè)階躍電壓時(shí)，輸出端電壓變化有三種可能，輸出端電壓變化有三種可能RCLViVo欠 阻 尼過 阻 尼臨 界 阻 尼t(yī)Vo當(dāng)鎖相環(huán)的輸入信號(hào)的相位有一個(gè)階躍跳

6、變時(shí)當(dāng)鎖相環(huán)的輸入信號(hào)的相位有一個(gè)階躍跳變時(shí)，輸出信號(hào)相位的變化也有三種情況，輸出信號(hào)相位的變化也有三種情況欠阻尼過阻尼臨界阻尼t(yī)QoV iV onn、就是指欠阻尼振蕩時(shí)的振蕩頻率和就是指欠阻尼振蕩時(shí)的振蕩頻率和和阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù)六、鎖相環(huán)的同步和捕捉六、鎖相環(huán)的同步和捕捉同步狀態(tài)：鎖相環(huán)的輸出頻率（或同步狀態(tài)：鎖相環(huán)的輸出頻率（或VCO的頻率的頻率）o能跟蹤輸入頻率能跟蹤輸入頻率i的工作狀態(tài)，稱為同的工作狀態(tài)，稱為同步狀態(tài)（或鎖定狀態(tài)），在同步狀態(tài)下，始步狀態(tài)（或鎖定狀態(tài)），在同步狀態(tài)下，始終有終有o=i。這時(shí)如果用示波器觀察。這時(shí)如果用示波器觀察Vi與與Vo,即使單路觸發(fā)，兩個(gè)波形都是清

7、晰穩(wěn)定的。即使單路觸發(fā)，兩個(gè)波形都是清晰穩(wěn)定的。同步帶同步帶：在鎖相環(huán)保持同步的條件下，輸：在鎖相環(huán)保持同步的條件下，輸入頻率入頻率i的最大變化范圍，稱為同步帶寬的最大變化范圍，稱為同步帶寬，用，用 H 表示。超出此范圍，環(huán)路則失鎖表示。超出此范圍，環(huán)路則失鎖。ViVo捕捉帶捕捉帶失鎖時(shí)，失鎖時(shí)，o i，如果從兩個(gè)方向設(shè)法改變，如果從兩個(gè)方向設(shè)法改變i，使，使i向向o靠攏，進(jìn)而使靠攏，進(jìn)而使 o=（io），當(dāng)，當(dāng) o小到某一數(shù)值時(shí)，環(huán)路則從失鎖進(jìn)入小到某一數(shù)值時(shí)，環(huán)路則從失鎖進(jìn)入鎖定狀態(tài)。這個(gè)使鎖定狀態(tài)。這個(gè)使PLL經(jīng)過頻率牽引最終導(dǎo)致經(jīng)過頻率牽引最終導(dǎo)致入鎖的頻率范圍稱為捕捉帶入鎖的頻率范圍

8、稱為捕捉帶 p。同步帶同步帶 H H，捕捉帶，捕捉帶 p p 和和VCO VCO 中心頻率中心頻率 o o的的 關(guān)系關(guān)系 0604060406560656V V V V 0656PH-o實(shí)驗(yàn)原理及步驟實(shí)驗(yàn)原理及步驟 P P（4 4）CD4046原理圖原理圖 A1PD1PD2VCOA2+-14346711125816213910151UiVCC4046實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)一、PLLPLL參數(shù)測試（參數(shù)測試（P5P5）一、壓控靈敏度一、壓控靈敏度KO的測量的測量123456789101112131415169V9V10K1M1n1K10K4046數(shù) 字 電 壓 表頻 率 計(jì)二、鑒相靈敏度二、鑒相靈敏度K

9、Kd d的測量。的測量。V V V VPD1LPF324VCO+12V-5V100K100K100K+12V-5VR1R2R3UiUoRw4046A4046B信 號(hào) 源三、環(huán)路開環(huán)增益（三、環(huán)路開環(huán)增益（K KH H）的測量）的測量 當(dāng)鑒相器比較兩同相信號(hào)時(shí)，當(dāng)鑒相器比較兩同相信號(hào)時(shí)，UF=0，VC0振蕩于振蕩于fmin;當(dāng)鑒相器當(dāng)鑒相器比較兩反相信號(hào)時(shí)，比較兩反相信號(hào)時(shí)，UF=VDD，VCO振蕩于振蕩于fmax 在理想情況下在理想情況下 KH =2(fmax-fmin)V V VPD1LPFVCOUi1Ui2Uo同步帶的測量同步帶的測量調(diào)信號(hào)源（圖調(diào)信號(hào)源（圖11）頻率約為的中心頻率）頻率約

10、為的中心頻率。示波器分別測。示波器分別測Ui和和Uo，并以，并以Ui作為示波器的觸發(fā)同作為示波器的觸發(fā)同步信號(hào)，頻率計(jì)測步信號(hào)，頻率計(jì)測Ui，這時(shí)示波器可顯示兩個(gè)穩(wěn)定的，這時(shí)示波器可顯示兩個(gè)穩(wěn)定的波形，即波形，即Ui和和Uo是鎖定的。在一定范圍內(nèi)緩慢改變信是鎖定的。在一定范圍內(nèi)緩慢改變信號(hào)源頻率，可看到兩個(gè)波形的頻率同時(shí)變化，且都保號(hào)源頻率，可看到兩個(gè)波形的頻率同時(shí)變化，且都保持穩(wěn)定清晰，這就是跟蹤。持穩(wěn)定清晰，這就是跟蹤。但當(dāng)信號(hào)源頻率遠(yuǎn)大于（高端）或遠(yuǎn)小于（低端）但當(dāng)信號(hào)源頻率遠(yuǎn)大于（高端）或遠(yuǎn)小于（低端）的中心頻率時(shí)，的中心頻率時(shí)，Ui波形還保持穩(wěn)定清晰，但波形還保持穩(wěn)定清晰，但Uo不能

11、保不能保持穩(wěn)定清晰，這就是失鎖。記下剛出現(xiàn)失鎖時(shí)的持穩(wěn)定清晰，這就是失鎖。記下剛出現(xiàn)失鎖時(shí)的Ui頻率即頻率即高端頻率高端頻率fHH和低端頻率和低端頻率fHL，則同步帶，則同步帶fHfHHfHL。由于我們用的是。由于我們用的是PD1，是異或門相鑒器，當(dāng)，是異或門相鑒器，當(dāng)Ui和和Uo為分?jǐn)?shù)為分?jǐn)?shù)倍數(shù)關(guān)系時(shí)，也可能出現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)定的波形，這種情況應(yīng)認(rèn)倍數(shù)關(guān)系時(shí)，也可能出現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)定的波形，這種情況應(yīng)認(rèn)為是為是“失鎖失鎖”。只有出現(xiàn)兩個(gè)同頻的穩(wěn)定波形時(shí)才認(rèn)為是。只有出現(xiàn)兩個(gè)同頻的穩(wěn)定波形時(shí)才認(rèn)為是“鎖鎖定定 捕捉帶的測量捕捉帶的測量 環(huán)路失鎖后，緩慢改變信號(hào)源頻率，環(huán)路失鎖后，緩慢改變信號(hào)源頻率，從高端從

12、高端或低端向的中心頻率靠近，當(dāng)信或低端向的中心頻率靠近，當(dāng)信號(hào)源頻率分別為號(hào)源頻率分別為fH和和fL時(shí)，環(huán)路又鎖定。則時(shí)，環(huán)路又鎖定。則環(huán)路捕捉帶環(huán)路捕捉帶fPfPHfPL。ffPHfHHfPLfHLfonn、的測量的測量 P P（8 8）9V9V9V9VUi100u10K10K1M100K100K5104n7Uf100K100K10K1n1n4046B4046A12345678910111213141516161514131211109876543219VW110KW210KA1A2TUiUF 當(dāng)信號(hào)源的頻率突然改變時(shí)（即對(duì)應(yīng)當(dāng)信號(hào)源的頻率突然改變時(shí)（即對(duì)應(yīng)Uj方波的前后沿），方波的前后沿）

13、，UF都產(chǎn)生一次阻都產(chǎn)生一次阻尼振蕩。從阻尼振蕩波形可測出尼振蕩。從阻尼振蕩波形可測出A1、A2、T，并由，并由 A1、A2、T求出求出PLL的的n 和和nn、的實(shí)際測量波形的實(shí)際測量波形A1A2基線T)ln()ln(21221AAAA2212111nT實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)二、PLLPLL應(yīng)用實(shí)驗(yàn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)P P（9 9）V V V V V VPDLPFVCO1/NUiUo 當(dāng)當(dāng)PLL處于鎖定狀態(tài)時(shí)，處于鎖定狀態(tài)時(shí)，PD兩個(gè)兩個(gè)輸入信號(hào)的頻率一定精確相等輸入信號(hào)的頻率一定精確相等,所以可得：所以可得：f0=N*fi fi為晶振標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為晶振標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 通過改變分頻比通過改變分頻比N，便可獲得同，便可獲得同

14、樣精度的不同頻率信號(hào)輸出樣精度的不同頻率信號(hào)輸出 一、PLL頻率合成器實(shí)驗(yàn)頻率合成器實(shí)驗(yàn) 1 1）1KHZ1KHZ標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源用用CMOS與非門和與非門和4M晶體組成晶體組成 4MHz振蕩器。圖中振蕩器。圖中Rf 使使F1工作工作于線性放大區(qū)。晶體的等效電感于線性放大區(qū)。晶體的等效電感，C1、C2構(gòu)成諧振回路。構(gòu)成諧振回路。C1、C2可利用器件的分布電容不另可利用器件的分布電容不另接。接。F1、F2、F3使用使用CD4069。V4MHZF3F2F11MRf4MC1C2測量測量 CD4518CD4518時(shí)序圖時(shí)序圖 根據(jù)講義后面的根據(jù)講義后面的CD4518管腳圖管腳圖,測量并畫出測量并畫

15、出Q1，Q2、Q3、Q4及及 CP之間的相位關(guān)系圖之間的相位關(guān)系圖(時(shí)序圖時(shí)序圖)(BCD碼計(jì)數(shù)器碼計(jì)數(shù)器)1234567891 00Q1Q2Q3Q4CP40004000分頻器制作分頻器制作根據(jù)上面測出的根據(jù)上面測出的4518的波形圖，用二片的波形圖，用二片CD4518（共（共4個(gè)計(jì)數(shù)器）組成一個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)器）組成一個(gè)4000分頻器分頻器，也就是一個(gè)四分頻器，三個(gè)十分頻器，也就是一個(gè)四分頻器，三個(gè)十分頻器。2 2）用一片）用一片CD4017CD4017作分頻器組成作分頻器組成2-9KHZ2-9KHZ頻率合頻率合成器成器 （P10P10）4017（十進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器）功能測試（十進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器）功能測

16、試 123456789100CP01229KHZ29KHZ頻率合成器頻率合成器 V V VVVX1X2X3X4X5X6X7X8X92471051691115RESET148131431167584161393161KHz404640179V9VUo100K10K47n1n100K晶 振3 3）撥盤開關(guān)式）撥盤開關(guān)式1999KHZ1999KHZ頻率合成器頻率合成器 （P10）單片單片4522分頻器分頻器 123456789101112131415169V9VCP4218A9V4522100K100K100K100K撥 盤 開 關(guān)用三片用三片45224522組成組成1999HHZ1999HHZ頻率

17、合成器頻率合成器 （P11）VV V V13121021411564311681248A百 位4522VDDVDDVDDVDD4522十 位A84218161346511142101213VDDVDD4522個(gè) 位A842181613465111421012134X100K4X100K4X100K1KHzPD2VCO1431394671158164046100K10K47nOUTVDD10K51P晶 振4 4）健盤置數(shù)式）健盤置數(shù)式1999KHZ1999KHZ頻率合成器頻率合成器 （P12）就是用數(shù)字健盤以及一些數(shù)字就是用數(shù)字健盤以及一些數(shù)字IC替代撥盤開關(guān)組成替代撥盤開關(guān)組成1999KHZ頻

18、頻率合成器。最終應(yīng)做到：當(dāng)順序按鍵盤的任意三個(gè)健（如）時(shí)，率合成器。最終應(yīng)做到：當(dāng)順序按鍵盤的任意三個(gè)健（如）時(shí)，則輸出信號(hào)的頻率就為則輸出信號(hào)的頻率就為592KHz。置數(shù)部分的框圖如圖。置數(shù)部分的框圖如圖 V V V去 4522置 數(shù) 端號(hào) 碼 脈 沖 及開 門 脈 沖形 成 電 路控 制、引 導(dǎo)電 路計(jì) 數(shù)、置數(shù) 電 路號(hào)碼脈沖發(fā)生器號(hào)碼脈沖發(fā)生器 根據(jù)根據(jù)HM9102D資料，請(qǐng)用資料，請(qǐng)用HM9102D自己設(shè)計(jì)一個(gè)號(hào)碼脈沖發(fā)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)號(hào)碼脈沖發(fā)生器，要求：器，要求：1)VDD=5V；2)斷續(xù)比為斷續(xù)比為1.5：1 3)號(hào)碼脈沖輸出幅度為號(hào)碼脈沖輸出幅度為0到到9V（注意：（注意：DP

19、輸出端是輸出端是OC電路，上拉電路，上拉電阻取電阻取100K。另外，為安全起見，輸出和負(fù)載之間應(yīng)串一個(gè)。另外，為安全起見，輸出和負(fù)載之間應(yīng)串一個(gè)10K電阻電阻)開門脈沖和記數(shù)脈沖發(fā)生器開門脈沖和記數(shù)脈沖發(fā)生器 為了使后面的控制引導(dǎo)電路能正常工作，還需一種開門脈沖。也為了使后面的控制引導(dǎo)電路能正常工作，還需一種開門脈沖。也就是每按一次鍵，即每輸出一列脈沖（不管這一列含有幾個(gè)號(hào)碼就是每按一次鍵，即每輸出一列脈沖（不管這一列含有幾個(gè)號(hào)碼脈沖）就要產(chǎn)生一個(gè)開門脈沖。同時(shí)為了使后面的記數(shù)電路能正脈沖）就要產(chǎn)生一個(gè)開門脈沖。同時(shí)為了使后面的記數(shù)電路能正確記數(shù)，還應(yīng)保證確記數(shù)，還應(yīng)保證“先開門后送計(jì)數(shù)脈沖先

20、開門后送計(jì)數(shù)脈沖”。也就是要求開門脈沖。也就是要求開門脈沖要比送到計(jì)數(shù)器的號(hào)碼脈沖超前一點(diǎn)。所以開門脈沖和號(hào)碼脈沖要比送到計(jì)數(shù)器的號(hào)碼脈沖超前一點(diǎn)。所以開門脈沖和號(hào)碼脈沖的時(shí)間關(guān)系應(yīng)如圖的時(shí)間關(guān)系應(yīng)如圖 開門脈沖和號(hào)碼脈沖開門脈沖和號(hào)碼脈沖 V V VVTTHM9102D輸出，作單穩(wěn)的CP 單穩(wěn)2輸出，開門脈沖 單穩(wěn)1輸出，號(hào)碼脈沖V V V V91024098單穩(wěn)1單穩(wěn)2控制引導(dǎo)電路及計(jì)數(shù)、置數(shù)電路控制引導(dǎo)電路及計(jì)數(shù)、置數(shù)電路 V V V V V V V V V V V V V V V V V40174011451845184518TO 4522TO 4522TO 4522100KRRRCP

21、CPCPCP號(hào) 碼 脈 沖開 門 脈 沖PLLPLL調(diào)頻（調(diào)頻（FMFM）解調(diào)）解調(diào)（P15）16151413121110987654321161514131211109876543214046B4046A9V9V9V10K10K1M10K1n1n47n10u100uUiUo1M10K5K110K510P51P100K9V-9V鎖相式雙音多頻信號(hào)（鎖相式雙音多頻信號(hào)（DTMFDTMF）解碼器）解碼器 雙音多頻信號(hào)（雙音多頻信號(hào)（DTMF）P（16）低頻群低頻群L（Hz）高頻群高頻群H(Hz)120913361477697123770456852789941*0#每個(gè)按紐各由每個(gè)按紐各由H和和L

22、中的一個(gè)頻率組成中的一個(gè)頻率組成 鎖相式雙音多頻信號(hào)（鎖相式雙音多頻信號(hào)（DTMFDTMF）解碼器）解碼器 用用5087構(gòu)成雙音多頻信號(hào)（構(gòu)成雙音多頻信號(hào)（DTMF）發(fā)生器）發(fā)生器（P17）V345141312111234567890*#COL1COL2COL3ROW1ROW2ROW3ROW4781661VDD(5V)3.58MHz5K11KDTMF5087用用LM567LM567進(jìn)行單一頻率檢測電路（進(jìn)行單一頻率檢測電路（P18P18）如如567的中心頻率的中心頻率(由由5,6腳外圍的腳外圍的R,C決定決定)為為fo,當(dāng)當(dāng)Vin中包含有中包含有fo成分時(shí)，則成分時(shí)，則8腳輸出低電平，否則高電

23、平腳輸出低電平，否則高電平。356218475V5VVin1035K110K1041u10u10K5671 1組組DTMFDTMF信號(hào)解碼器（信號(hào)解碼器（P18P18）240011209Hz697HzDTMFOUT5V+356218475V5VVin1035K110K1041u10u10K56756710K10u1u10410K10K103Vin5V5V74812653當(dāng)輸入信號(hào)同時(shí)包含兩個(gè)頻率當(dāng)輸入信號(hào)同時(shí)包含兩個(gè)頻率(697,1209)時(shí)，時(shí)，可輸出或邏輯可輸出或邏輯“0”。6組組DTMF信號(hào)解碼器信號(hào)解碼器（P19）（如用（如用7個(gè)個(gè)LM567和和12個(gè)個(gè)或非門則可解調(diào)或非門則可解調(diào)12

24、組組DTMF信號(hào)。）信號(hào)。）356218475V5V10310K10K1041u10u10K69777010K10u1u10410K10K1035V5V74812653120910K10u1u10410K5K11035V5V74812653133610K10u1u10410K5K11035V5V74812653147710K10u1u10410K5K11035V5V74812653+123456DTMFPLL PLL 數(shù)字調(diào)諧實(shí)驗(yàn)（數(shù)字調(diào)諧實(shí)驗(yàn)（P20P20）現(xiàn)代的接收機(jī)（如電視機(jī)、收音機(jī)）大多現(xiàn)代的接收機(jī)（如電視機(jī)、收音機(jī)）大多采用超外差接收方式。如要接收的信號(hào)的采用超外差接收方式。如要接收

25、的信號(hào)的載波頻率為載波頻率為fC，則接收機(jī)要產(chǎn)生一個(gè)本振，則接收機(jī)要產(chǎn)生一個(gè)本振信號(hào)，其頻率信號(hào)，其頻率fL=fC+fI，其中，其中fI為中頻。為中頻。在模擬調(diào)諧方式中，本振信號(hào)一般是由在模擬調(diào)諧方式中，本振信號(hào)一般是由LC振蕩回路產(chǎn)生的。調(diào)諧（調(diào)臺(tái)）時(shí)，振蕩回路產(chǎn)生的。調(diào)諧（調(diào)臺(tái)）時(shí)，一般是用改變一般是用改變LC振蕩回路中電容的容量振蕩回路中電容的容量（如改變變?nèi)荻O管的反向偏壓），來（如改變變?nèi)荻O管的反向偏壓），來改變本振信號(hào)的頻率，從而達(dá)到選臺(tái)的改變本振信號(hào)的頻率，從而達(dá)到選臺(tái)的目的目的在數(shù)字調(diào)諧在數(shù)字調(diào)諧(頻率合成頻率合成)方式中，本振信號(hào)則方式中，本振信號(hào)則是用鎖相環(huán)的方法來產(chǎn)生。

26、即由晶振電路是用鎖相環(huán)的方法來產(chǎn)生。即由晶振電路產(chǎn)生頻率高穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再用鎖相環(huán)產(chǎn)生頻率高穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再用鎖相環(huán)倍頻的方法產(chǎn)生本振信號(hào)，通過改變鎖相倍頻的方法產(chǎn)生本振信號(hào)，通過改變鎖相環(huán)反饋回路分頻比的方法來改變本振信號(hào)環(huán)反饋回路分頻比的方法來改變本振信號(hào)頻率頻率，就象前面實(shí)驗(yàn)中用一片就象前面實(shí)驗(yàn)中用一片4046和三片和三片4522以及以及1KHz標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)就可獲得標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)就可獲得1999KHz信信號(hào)一樣。要獲得某一準(zhǔn)確的本振頻率，號(hào)一樣。要獲得某一準(zhǔn)確的本振頻率，只要在只要在4522的置數(shù)端置入相應(yīng)的數(shù)值（的置數(shù)端置入相應(yīng)的數(shù)值（BCD碼）即可。碼）即可。所以數(shù)字調(diào)諧的關(guān)鍵就是解決如何

27、置數(shù)的問題所以數(shù)字調(diào)諧的關(guān)鍵就是解決如何置數(shù)的問題。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們是用鍵盤通過。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們是用鍵盤通過DTMF編解碼編解碼的方法來置數(shù)。最終應(yīng)做到：如要接收某一載的方法來置數(shù)。最終應(yīng)做到：如要接收某一載波信號(hào)（如波信號(hào)（如fC=345KHz）,則只要在鍵盤上按該載則只要在鍵盤上按該載波的數(shù)值（即波的數(shù)值（即3，4，5三個(gè)鍵），就可得到三個(gè)鍵），就可得到fL=fC+fI=345+455=800 KHz的本振信號(hào)。（這里中的本振信號(hào)。（這里中頻頻fI為為455 KHz）。）。最后信號(hào)發(fā)生器輸出的載波信號(hào)最后信號(hào)發(fā)生器輸出的載波信號(hào)(345KHz正弦波正弦波)和本振信號(hào)（和本振信號(hào)（4046

28、的的4腳腳輸出的輸出的800 KHz方波）經(jīng)混頻濾波后應(yīng)方波）經(jīng)混頻濾波后應(yīng)得到得到455 KHz的中頻信號(hào)（用示波器觀的中頻信號(hào)（用示波器觀察）。察）。置數(shù)電路方框圖置數(shù)電路方框圖 VVVVVVVVVVVVVVVVVV50878870401774LS1754560456074LS175456074LS175DTMFBCDDoDQADDQQAABBBSSSTO 4522TO 4522TO 4522CPCPCPY1Y2Y3CIDCPDTMF 編 碼DTMF 解 碼位選擇個(gè) 位 鎖 存十 位 鎖 存百 位 鎖 存 加 法 器（個(gè)位）加 法 器（十 位）加 法 器（百位）CoCICICo鍵盤和鍵盤和

29、5087（或（或HM9102D）組成）組成DTMF編碼電路編碼電路。MT8870是是DTMF解碼電路。當(dāng)輸入某個(gè)解碼電路。當(dāng)輸入某個(gè)DTMF編編碼信號(hào)（即按鍵盤的某個(gè)鍵）時(shí)，碼信號(hào)（即按鍵盤的某個(gè)鍵）時(shí)，8870的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸出端輸出端D01-D04就輸出相應(yīng)的二進(jìn)碼，同時(shí)其就輸出相應(yīng)的二進(jìn)碼，同時(shí)其15腳（腳（CID）輸出高電平。即每按一次鍵，）輸出高電平。即每按一次鍵，CID就就輸出一個(gè)正脈沖可作為百、十、個(gè)位選擇電路輸出一個(gè)正脈沖可作為百、十、個(gè)位選擇電路的的CP信號(hào)。信號(hào)。4017為百、十、個(gè)位選擇電路，作用是為百、十、個(gè)位選擇電路，作用是按第一次鍵時(shí)，按第一次鍵時(shí)，8870的的D01

30、-D04輸出的輸出的BCD碼應(yīng)鎖存到碼應(yīng)鎖存到“百百”位的鎖存器，二、位的鎖存器，二、三次則分別為三次則分別為“十十”、“個(gè)個(gè)”位。位。三片三片74LS175（或（或CD40175）分別為）分別為“百百”、“十十”、“個(gè)個(gè)”位鎖存器。每位鎖存器。每片片74LS175含有含有4個(gè)個(gè)D觸發(fā)器（觸發(fā)器（D1D4），分別對(duì)應(yīng)），分別對(duì)應(yīng)BCD碼的碼的1，2，4，8位。三片的位。三片的D1端應(yīng)都接到端應(yīng)都接到MT 8870的的D01輸出端，輸出端，D2、D3、D4也類也類似。似。4017的的“1”、“2”、“3”輸出端（即輸出端（即2、4、7腳）的輸出信號(hào)分別腳）的輸出信號(hào)分別作為三片作為三片74LS1

31、75的的CP信號(hào)。這樣，當(dāng)對(duì)信號(hào)。這樣，當(dāng)對(duì)4017清零后，清零后，8870再順序輸再順序輸出三個(gè)數(shù)字（如：出三個(gè)數(shù)字（如：3，4，5），則相應(yīng)的二進(jìn)碼（），則相應(yīng)的二進(jìn)碼（0011，0100，0101）就鎖存在三片）就鎖存在三片74LS175的輸出端。的輸出端。三片三片74LS175的輸出信號(hào)（如：的輸出信號(hào)（如：3，4，5）輸入到加法器（三片）輸入到加法器（三片4560）A輸入端，和固定中頻數(shù)值輸入端，和固定中頻數(shù)值455（由（由B輸入端輸入）相加后的和的輸入端輸入）相加后的和的數(shù)值（如：數(shù)值（如：8，0，0）就作為）就作為4522的置數(shù)信號(hào)。即這時(shí)鎖相環(huán)輸出的的置數(shù)信號(hào)。即這時(shí)鎖相環(huán)輸出

32、的是是800KHz的方波，作為本振信號(hào)。的方波，作為本振信號(hào)。根據(jù)上述工作原理、方框圖以及附錄根據(jù)上述工作原理、方框圖以及附錄1，自自己設(shè)計(jì)、搭接具體電路己設(shè)計(jì)、搭接具體電路。要求當(dāng)信號(hào)發(fā)生。要求當(dāng)信號(hào)發(fā)生器輸出器輸出123KHz的正弦波（即的正弦波（即Us）時(shí)，如順）時(shí)，如順序按序按“1”、“2”、“3”三鍵，則用示波器可看三鍵，則用示波器可看到到455KHz的中頻信號(hào)的中頻信號(hào)UI，而且要求，而且要求“上電清上電清零零”?；祛l電路（混頻電路（MC1496MC1496）（）（P21P21）輸入信號(hào)輸入信號(hào)Us的幅度為的幅度為15mV,本振信號(hào)本振信號(hào)UL為為TTL電平。電平。IUSULU-5

33、V+5V10310351p1433K5K110K5151123456810121K1K5110KMC1496455KHzLCW混頻電路（混頻電路（MC1496MC1496）調(diào)試步驟）調(diào)試步驟(1)(1)455KHz諧振回路調(diào)整諧振回路調(diào)整Us開路，電位器開路，電位器W旋到任一極端位置，示波器探頭（旋到任一極端位置，示波器探頭（X10檔）檔）測測1496（12）腳，）腳，UL為為200mVp-p的的455KHz附近的正弦信號(hào)，附近的正弦信號(hào)，微調(diào)微調(diào)UL的頻率，觀察的頻率，觀察LC回路的選頻作用，其中心頻率應(yīng)為回路的選頻作用，其中心頻率應(yīng)為455KHz。如不是。如不是455KHz,則固定則固定U

34、L的頻率為的頻率為455KHz，調(diào)線圈的，調(diào)線圈的磁芯，使（磁芯，使（12）腳輸出信號(hào)的幅度最大，即可。）腳輸出信號(hào)的幅度最大，即可?；祛l電路（混頻電路（MC1496MC1496）調(diào)試步驟）調(diào)試步驟(2)(2)平衡電位器的調(diào)整平衡電位器的調(diào)整在步驟（在步驟（1）的基礎(chǔ)上，調(diào)電位器）的基礎(chǔ)上，調(diào)電位器W，使（，使（12）腳輸出信號(hào)的幅度為零，即可。）腳輸出信號(hào)的幅度為零，即可。講義訂正P5,圖圖10 RW 10KP6,第第3行行,接實(shí)驗(yàn)圖接實(shí)驗(yàn)圖,4046A的的6、7、11、12腳外圍元件應(yīng)留著腳外圍元件應(yīng)留著,9腳外的電腳外的電位器應(yīng)去掉位器應(yīng)去掉.P6,第第4行行,工作電壓為工作電壓為12V

35、P6,第第14行行,5 UjUiP7,第第1行行,KH=/=KdKoKF(0)P7,第第8行行,KH=/=2f /=2(fmax fmin)/=2(fmax fmin)P9,第第13行行,等數(shù)等數(shù)等等效效P9,倒第倒第5行行,記數(shù)器記數(shù)器計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)器P10,圖圖18,4、8、10腳應(yīng)接地腳應(yīng)接地P12,第第4行行,如圖如圖34如圖如圖20,去去452 去去4522P14,第第4行行,47 47nP15,第第6行行,1.測測由運(yùn)放由運(yùn)放324組成的組成的有源有源LPF的截止頻率的截止頻率f（輸入信（輸入信號(hào)應(yīng)加在號(hào)應(yīng)加在10電容左側(cè)，但又不能加到電容左側(cè)，但又不能加到4046A（10）腳。輸出信

36、號(hào)）腳。輸出信號(hào)不能限幅）不能限幅）.P15,圖圖26,運(yùn)放運(yùn)放+輸入端的輸入端的510P電容不用電容不用P17,第第9行行中心頻率；中心頻率；(5腳可觀察到振蕩方波信號(hào)腳可觀察到振蕩方波信號(hào)).P17,倒第倒第6行行(VP-P=2V的正弦波的正弦波)刪去刪去P21 圖35 8腳外腳外103電容刪去一個(gè)電容刪去一個(gè);10腳外電容改為腳外電容改為51P;5腳外腳外5K1電阻另一端接地電阻另一端接地;12腳外陶瓷濾波器不用腳外陶瓷濾波器不用IUSULU-5V+5V10310351p1433K5K110K5151123456810121K1K5110KMC1496455KHzLCWP22 CD40175真值表真值表輸入輸CRCPDLXXLHLQoXLHHHLHQ出P23181716151413121110987654321IN+IN-FBVICICOSCOSCVVCI/GToECoCIDDDDDENREFSSDD01020304IO