电磁场与电磁波 - 南昌大学

第6章反馈控制电路6.3

集成锁相环及其应用6.3.1集成锁相环路6.3.2锁相环在解调和锁相接收机中的应用6.3.3锁相环在频率合成器中的应用

6.3.1集成锁相环路按电路结构可分为：模拟锁相环数字锁相环(数字鉴相器、数字滤波器、数控振荡器)

按用途可分为：

通用型(鉴相器、VCO等)

专用型(调频接收机、电视机、通信、仪器、电动机速度控制等)一、典型的集成模拟锁相环

1．SL565工作频率低于1MHz，可用作FSK解调、单音解码、宽带FM解调、倍频和分频等。鉴相器：双平衡模拟相乘器，可外部偏置。VCO：积分-施密特电路，VCO输出方波。外接电容

C和电阻

R决定固有振荡角频率。低通滤波器：⑦端外接电容和内部电路构成。

2．L562

工作频率最高30MHz，可用作FM解调、频率合成、数据同步、信号提取、跟踪滤波、FSK接收等。鉴相器：双平衡模拟相乘器。VCO：射极耦合多谐振荡器，外接电容C决定固有振荡角频率。低通滤波器：13和14端外接RC和内部电路构成。限幅器：同步带调节

3．NE564

工作频率最高50MHz，可用作调制解调、FSKM解码、频率合成等。

鉴相器：双平衡模拟相乘器。

VCO：射极耦合多谐振荡器，外接电容C决定固有振荡角频率。低通滤波器：④和⑤端外接电容和内部电路构成。限幅器：差分电路，接收FM和PSK信号时，抑制寄生调幅。

直流恢复电路：14端外接大的滤波电容，输出稳定直流电压，锁定时，输出电压正比于输出频率与VCO固有频率之差。

施密特触发器：用作FSK解调。二、L562内部电路

T1~T9双差分乘积型鉴相器

T17~T29射极耦合多谐振荡器T14放大器A1

T15跟随器A2

T30~T33放大器A3T35~T42稳压电路6.3.2锁相环在解调和锁相接收机中的应用一、锁相解调电路

1．调频波锁相解调电路锁相解调电路的门限电平比普通鉴频器低。实现不失真解调应满足：环路的捕捉带>调频波的最大频偏环路的带宽>调制信号的频谱宽度VCO输出为具有相同调制规律的调频波，环路滤波器输出解调输出电压。设VCO的频率控制特性是线性的设输入调频波为单音调制i(t)=mcos

t

解调电压的复振幅用L562组成的调频波锁相解调电路

2．振幅调制信号的同步检波

锁相环路恢复载波信号，VCO输出电压与载波电压之间有

/2的固定相移，经移相

/2后送入同步检波器。同步检波可以避免一般包络检波器检波弱信号时门限电平高，检波效率低与失真大等问题。

二、锁相接收机输入信号角频率为

I+d，d是多卜勒频移。环路锁定时：I=r

，保证中频角频率不变。6.3.3锁相环在频率合成器中的应用一、概述频率合成技术是利用一个或多个高稳定晶体振荡器产生出一系列等间隔的频率信号的一种技术，这些离散频率的准确度和稳定度与晶体振荡器相同。

二、锁相倍频和锁相混频电路

1．锁相倍频电路环路的反馈通路中插入分频器。

环路锁定时所以o

=Ni

2．锁相混频电路

环路的反馈通路中插入混频器和中频放大器。

混频器输出电压的角频率：|o-L|

环路锁定时：i=|o-L|

所以o=L

I

o>L，取

o=L+I

o<L，取

o=L-I

锁相混频电路特别适宜于L>>I的场合。三、锁相频率合成器

1．吞脉冲频率合成器

在保持频率间隔为fi的前提下提高输出频率。

双模分频器：

P和

(P+1)分频模式主计数器：

N辅助计数器：

AN>A模式控制：1

(P+1)0

P

计数周期开始计数周期结束

一个计数周期内的总计脉冲数

Ni=(P+1)A+P(N

-

A)=PN+A

输出频率

fo=Ntfi=(PN+A)fi

2．多环频率合成器以三环频率合成器为例

fi=100

kHz300

≤

NA

≤

399351

≤

NB

≤

397输出频率范围35.40~40.00

MHz频率间隔1

kHz因为

fa=NAfi，fB=Nbfi混频器输出频率(fo-fB)所以

当

NA=399，NB=397

fo=40099

kH