锁相环频率合成器设计报告(2Hz)

1、锁相环频率合成器物信学院09信一集成电路设计报告姓名：林仁杰（110900524）同组：吴 迪（110900534）目录一、 设计和制作任务······························3二、 主要技术指标······

2、3;·························3三、 方案论证·······················&#

3、183;············3四、 具体电路设计与仿真··························5（一）、2Hz参考信号源的设计（二）、N进制可变分频器设计（三）、锁相环核心模块设计五、电路板的印刷与焊接&

4、#183;·························7六、电路调试·······················

5、·············8七、心得体会····································

6、;9八、参考文献····································9九、附录············

7、;····························10一、 设计和制作任务1、 筛选方案，并实现multisim仿真2、 电路原理图设计3、 计算原件参数和选取元器件4、 绘制并印刷印制电路板并焊接5、 调试电路6、 写设计报告二、 主要技术指标1、 VCO振荡频率：1Hz1KHz2、 最小步进：2Hz（500

8、个步进）3、 电源电压Vcc：5V三、 方案论证1、 2Hz参考信号源方案方案一：用NE555时机电路实现多谐振荡。其优点是容易实现，通过加大时间常数，比较容易产生低频信号源。其缺点是频率稳定度较低，无法产生标准的信号源。方案二：用的石英晶振产生的标准信号源，并进行六次10分频。其优点是频率稳定度极高，一般比时机电路产生的振荡要高数几个数量级。其缺点是分频次数太多，要用6个十进制计数器，实现成本较高。方案三：用32.768KHz（215）的晶振，然后用2进制分频器（CD4060）实现214分频，直接分出2Hz、50%占空比的标准信号，一步到位。实现成本较低，又能得到频率稳定度高的标准2Hz参考

9、信号。综合考虑成本和频率稳定度的要求，选择方案三。2、 1999可变分频器方案方案一：采用三级74HC160十进制同步加法计数器进行1999任意可变分频。采用置数法分频。其优点是74HC160常用，且价格相对较低。其缺点是74HC160为同步置数，电路实现和拨码置数的计算较为复杂。方案二：采用CD4522十进制异步减法计数器实现1999任意可变分频。其缺点是新片成本相对较高，其优点是实现容易，且拨码置数比较容易。考虑到实现的容易，选用方案二。四、 具体电路设计与仿真1、2Hz参考信号源的设计CD4060为二进制时钟信号分频器，其内部集成了两个反相器和二进制分频器，并能实现24214分频输出。利

10、用内部反相器外接32.768KHz时钟晶振实现皮尔斯振荡。并在Q14处外接LED灯，观察2Hz信号的产生。 2、1999任意可变分频器的设计CD4522是十进制减法计数器，并设有4个置数端，可以实现110任意进制的分频。用CD4522接成三极级联剑法计数器，用薄码开关实现0999任意置数，并最终实现任意可变分频比。3、 锁相环核心模块设计CD4046是集成压控振荡器（）和比相器（）的锁相环集成。其典型应用有快带锁定和窄带滤波。本题要求制作一个宽带频率合成器，考虑到，故选用方案设计。由于设计频率较低，选用的直流稳压电源作为，并设定0.1uF,计算得R1大概几百千欧姆，故选用504（500K）蓝色

11、精调电位器。而R3C2低通滤波器，考虑到低频，要选用大电容，有受带宽限制，要求RC时间常数尽可能的小，故只能减小R3，增大C2，综合考虑，R3大概几百欧姆，C2为0.01uF电容。为了便于观察，1脚接LED发光二极管检测。五、 电路板的印刷与焊接绘制PCB版图，并印制电路板六、 电路调试1、2Hz信号源的调试先将CD4060构成的皮尔斯振荡电路与后面电路断开，接通电源后观察其13脚输出的发光LED（由于10Hz一下的信号示波器看不到，故采用发光LED测试）。用秒表计时，每一分钟LED亮暗变化120次，即说明2Hz标准信号源已经产生。2、分频器调试将三个十进制可变分频器与前级电路断开，用函发输入

12、1KHz,Vpp=5V的方波，观察其分频输出接的LED灯，如果每秒钟闪一下，即实现1000分频。然后拨动拨码开关，分别从LDE闪烁的频率看到110Hz的频率变化，频率高于10Hz的采用示波器读书。即实现1999的任意可变分频。3、锁相环核心模块调试1.先将锁相环和其他模块都快开，并将其3,4脚短接，用函发从14脚输入Vpp=5V，f=1KHz，并调节R1，使得4脚信号频率大于1Kz，然后调节低通滤波器的R3，知到1脚电压呈现高电平（观察1脚外接的LED亮起为标志），此时4脚频率被拉回1Kz。然后逐步减小函发的频率，并缓慢调节R3,直到1Hz1KHz范围内，锁相环均能入锁。2.去掉函发，用CD4060产生的2Hz信号源输入到14脚。并将4脚信号送到分频器，