鎖相環(huán)計算方法

1、2、理論分析計算與電路設(shè)計、理論分析計算與電路設(shè)計2.12.1鎖相環(huán)鎖相環(huán)2.1.12.1.1鎖相環(huán)原理鎖相環(huán)原理為了使系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)定的載波，本系統(tǒng)設(shè)計中采用鎖相環(huán)路。鎖相環(huán)路是一種反饋控制電路，將參考信號與輸出信號之間的相位進行比較，產(chǎn)生相位誤差電壓來調(diào)整輸出信號的相位以達到與參考信號同頻的目的。由MC145152、MC12022及壓控振蕩器組成的鎖相環(huán)路產(chǎn)生的載波的穩(wěn)定度達到4105，準(zhǔn)確度達到3105。鎖相環(huán)的總體框圖如下：2.1.

2、22.1.2鎖相環(huán)分頻鎖相環(huán)分頻鎖相環(huán)分頻由參考分頻和可編程分頻組成，由MC145152及MC12022實現(xiàn)。分頻框圖如下：圖中PD為數(shù)字鑒相器，fo為壓控振蕩的輸出頻率（即發(fā)射頻率）。由于壓控振蕩器輸出信號的頻率比較大，MC145152無法對它直接分頻，必須用MC12022芯片先進行預(yù)分頻獲得頻率較小的信號。MC12022內(nèi)有64和63兩種分頻系數(shù)本設(shè)計中采用64分頻，即P=64。MC12022輸出的信號進入MC145152進行再次分

3、頻后與參考信號進行相位比較，使載波達到與參考信號相同的穩(wěn)定度。本設(shè)計中參考信號通過晶振分頻得到。參考晶振（10.24MHz晶體振蕩器，頻率穩(wěn)定度可達105～106）從MC145152芯片的OSCIN、OSCOUT接入，MC145152中的R計數(shù)器對參考信號進行參考分頻。本設(shè)計中設(shè)置R＝1024，即RA0RA1RA2＝101，對晶振頻率進行1024分頻得到10KHz的參考頻率信號。用4位撥碼開關(guān)設(shè)置R的值，MC145152的參考分頻系數(shù)如

4、下：MC145152芯片集分頻、鑒相于一體，內(nèi)有A減法計數(shù)器，N減法計數(shù)器進行可編程分頻。分頻系數(shù)N、A由并行輸入的數(shù)據(jù)控制，本設(shè)計中通過單片機來控制N、A改變N、A的值即可實現(xiàn)頻道的選擇?？删幊谭诸l的原理及計算如下：單片機壓控振蕩器鑒相器可編程分頻環(huán)路濾波器輸出參考分頻MC1648的3腳輸出分兩路：一路送upc1507與視頻信號進行調(diào)幅，一路經(jīng)分頻反饋給MC145152與參考信號鑒相。MC1648的5腳為自動增益控制電路（AGC）的反

5、饋端。MC1648芯片的10腳和12腳外接L和變?nèi)荻O管組成正反饋的正弦振蕩電路。其振蕩頻率由下式計算得：LCfc?21?根據(jù)電路圖得：，即21111DDCCC??2121DDDDCCCCC???C、C分別為變?nèi)荻O管的電容值1D2D變?nèi)荻O管的值選定后，就可根據(jù)載頻的中心頻率計算出電感值：L=1(2∏f)C2再通過調(diào)節(jié)電感，使其達到本系統(tǒng)設(shè)計要求的振蕩頻率的范圍（48MHz88MHz）2.1.42.1.4鑒相器鑒相器鑒相器就相當(dāng)于一個

6、模擬乘法器，將穩(wěn)定度很高的標(biāo)準(zhǔn)晶振經(jīng)過分頻得到的信號和由壓控振輸出頻率經(jīng)分頻反饋回來得到的信號進行鑒相，之后得到一個相位誤差信號。設(shè)鑒相器輸入的參考信號為u1(t)=U1msin[w1t]1()t?另一信號為u2=U2msin[w2t]2()t?兩個信號相乘得：u1Xu2=U1mU2msin[w1tw2t]sin[w1tw2t]1()t?2()t?1()t?2()t?經(jīng)過參考分頻和可編程分頻后得到兩個相同頻率的信號，可知式中（w2w1）

7、t即為相位誤差。1()t?2()t?2.1.52.1.5環(huán)路濾波器的設(shè)計環(huán)路濾波器的設(shè)計由鑒相器輸出的信號經(jīng)過環(huán)路濾波器濾除高頻分量及無用信號，提高電路的抗干擾性能并得到一個相位誤差信號，再去控制壓控振蕩器的變?nèi)荻O管上的電壓，使輸出的載頻鎖定在某一個頻率上。環(huán)路濾波器一般是線性電路，由線性元件電阻、電容及運算放大器組成，有RC積分濾波器、無源比例積分濾波器、有源積分濾波器等三種濾波器。在此設(shè)計中我們采用有源積分濾波器，即由LM358運