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锁相环电路设计

发布时间:2013/9/19 13:42:17 访问次数:1096

    压控振荡器的输出频率受自身参数、控制电压的稳定性、温度、外界电磁干扰等因素的影响,往往是不稳定的。因此可以加入自动相位控制环节,即锁相环,来稳定发射频率。发射频率经反馈,与晶振产生的标准信号做比较,在锁相环的跟踪下,发射频率始终向标准信号逼近,最终被锁定在标准频率上,达到与参考晶振同样的稳定度。锁相环电路MC145152是大规模集成锁相环,集鉴相器、可编程分频器、参考分频器于一体,JS28F256M29EWLA分频器的分频系数可由并行输入的数据控制。
    (1)参考分频
    参考晶振从OSCinOSCout接入,芯片内部的÷R参考分频器提供8种不同昀分频系数,对参考信号进行分频。R值由RAO、RA1、RA2设定。本设计中,参考晶振为10. 24 MHz,所以取RAO RAl RAZ一101,即R-1024时,对晶振频率进行1 024分频。
    (2)可编程分频
    由于发射部分的频率高达35 MHz,MC14 5152的电路无法对其直接分频,必须先用ECL电路的高速分频器进行预分频,把频率降低,然后由MC145152继续分频,得到一个参考频率相等的频率,并进行鉴相。为使分频系数连续可调,可编程分频电路采用的是吞咽脉冲计数法,它由ECI。(非饱和型逻辑电路)的高速分频器MC12022及MC14 5152内部的÷A减法计数器、÷N减法计数器构成。
    MC12022有64和65两种分频系数。M为其控制端(从MC14 5152的9脚输出,输入MC12022的6脚)。M为高电平时,MC12022以P+l= 65为分频系数;M为低电平时,则以P=64为分频系数。÷N和÷A是可预置数的减法计数器,由并行输入口分别预置6位的A值和10位的N值。PD为数字鉴相器。fo为压控振荡的输出频率(即发射频率)。
    吞咽脉冲计数器开始计数时,M的初值为1,÷A和÷N两个计数器被置八预置数并同时计教,当计到A(P+1)个输入脉冲( f)时,÷A计数器计完A个预置数,M变为0;此时÷A计数器被控制信号关闭,停止计数;而÷N计数器中还有N-A个数,它继续计(N-A)尸个输入脉冲后,输出一个脉冲到鉴相器PD。此时一个工作周期结束,A和N值被重新写入两个减法计数器,M又变为1,接着重复以上过程。整个过程中输入的脉冲数共有Q—A(P+1)十(N-A)P=PN+A,也就是说,该吞咽脉冲计数器的总分频系数为PN十A。
    可见,采用吞咽脉冲计数方式,只要适当选取N值与A值,就能得到任意的分频比。为实现锁相,必须有反之,由于fo= fr×(PN+A),改变N和A的值,也能改变f,这就是输出频率数字化控制的原理。
    压控振荡器的输出频率受自身参数、控制电压的稳定性、温度、外界电磁干扰等因素的影响,往往是不稳定的。因此可以加入自动相位控制环节,即锁相环,来稳定发射频率。发射频率经反馈,与晶振产生的标准信号做比较,在锁相环的跟踪下,发射频率始终向标准信号逼近,最终被锁定在标准频率上,达到与参考晶振同样的稳定度。锁相环电路MC145152是大规模集成锁相环,集鉴相器、可编程分频器、参考分频器于一体,JS28F256M29EWLA分频器的分频系数可由并行输入的数据控制。
    (1)参考分频
    参考晶振从OSCinOSCout接入,芯片内部的÷R参考分频器提供8种不同昀分频系数,对参考信号进行分频。R值由RAO、RA1、RA2设定。本设计中,参考晶振为10. 24 MHz,所以取RAO RAl RAZ一101,即R-1024时,对晶振频率进行1 024分频。
    (2)可编程分频
    由于发射部分的频率高达35 MHz,MC14 5152的电路无法对其直接分频,必须先用ECL电路的高速分频器进行预分频,把频率降低,然后由MC145152继续分频,得到一个参考频率相等的频率,并进行鉴相。为使分频系数连续可调,可编程分频电路采用的是吞咽脉冲计数法,它由ECI。(非饱和型逻辑电路)的高速分频器MC12022及MC14 5152内部的÷A减法计数器、÷N减法计数器构成。
    MC12022有64和65两种分频系数。M为其控制端(从MC14 5152的9脚输出,输入MC12022的6脚)。M为高电平时,MC12022以P+l= 65为分频系数;M为低电平时,则以P=64为分频系数。÷N和÷A是可预置数的减法计数器,由并行输入口分别预置6位的A值和10位的N值。PD为数字鉴相器。fo为压控振荡的输出频率(即发射频率)。
    吞咽脉冲计数器开始计数时,M的初值为1,÷A和÷N两个计数器被置八预置数并同时计教,当计到A(P+1)个输入脉冲( f)时,÷A计数器计完A个预置数,M变为0;此时÷A计数器被控制信号关闭,停止计数;而÷N计数器中还有N-A个数,它继续计(N-A)尸个输入脉冲后,输出一个脉冲到鉴相器PD。此时一个工作周期结束,A和N值被重新写入两个减法计数器,M又变为1,接着重复以上过程。整个过程中输入的脉冲数共有Q—A(P+1)十(N-A)P=PN+A,也就是说,该吞咽脉冲计数器的总分频系数为PN十A。
    可见,采用吞咽脉冲计数方式,只要适当选取N值与A值,就能得到任意的分频比。为实现锁相,必须有反之,由于fo= fr×(PN+A),改变N和A的值,也能改变f,这就是输出频率数字化控制的原理。

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