通信电子电路.pptx
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1、1.CC4046逻辑图和引出端功能图逻辑图和引出端功能图图图8-10 8-10 CC4046集成锁相环集成锁相环第1页/共38页2.2.使用说明使用说明 CC4046、J691包含相位比较器、压控振荡器两部分,包含相位比较器、压控振荡器两部分,使用时需使用时需外接低通滤波器(阻、容元件)外接低通滤波器(阻、容元件)形成完整的锁相环。形成完整的锁相环。此外,它们内部还有一此外,它们内部还有一个个6.2V6.2V的齐纳稳压管。齐纳管是在需要用的时候作为辅助电源。的齐纳稳压管。齐纳管是在需要用的时候作为辅助电源。第2页/共38页1 1)压控振荡器)压控振荡器(VCO)VCO部分需要一个外接电容和外接
2、电阻(部分需要一个外接电容和外接电阻(R1或或R1和和R2),电阻和电容决定),电阻和电容决定VCO的频率范围,的频率范围,电阻可以使电阻可以使VCO的频率得到补偿。受的频率得到补偿。受VCO输入电压作用的源极输入电压作用的源极跟随器在(跟随器在(1010)端输出(解调输出)。)端输出(解调输出)。如果使用这一端时,应从(如果使用这一端时,应从(1010)端到)端到VSS外外接一个电阻作为负载。如果不使用这个端子,可以允许断开。接一个电阻作为负载。如果不使用这个端子,可以允许断开。VCO输出既可以直输出既可以直接与相位比较器连接,也可以通过分频器连接到相位比较器的输入端。接与相位比较器连接,也
3、可以通过分频器连接到相位比较器的输入端。第3页/共38页2)2)相位比较器相位比较器 (1)(1)相位比较器相位比较器是异或门,使用时,要求输入信号的占空比为是异或门,使用时,要求输入信号的占空比为50%.50%.当输入端无信号时(只有当输入端无信号时(只有VCO信号),相位比较器信号),相位比较器输出输出1/2 1/2 VDD电电压,从而引起压,从而引起VCO在中心频率处振荡。相位比较器在中心频率处振荡。相位比较器的捕捉范围取决于低的捕捉范围取决于低通滤波器的特性。适当选择低通滤波器可以得到大的捕捉范围。图通滤波器的特性。适当选择低通滤波器可以得到大的捕捉范围。图8-128-12为为锁定时的
4、波形。锁定时的波形。第4页/共38页图图8-12 8-12 锁定时的波形锁定时的波形第5页/共38页(2)(2)相位比较器相位比较器为四组边沿触发器。为四组边沿触发器。其相位脉冲输出(其相位脉冲输出(1 1端)表示输入信号与比较器输入信号的相位差。端)表示输入信号与比较器输入信号的相位差。因为这种相位比较器只是在输入信号的上升沿起作用,所以不要求波形占空因为这种相位比较器只是在输入信号的上升沿起作用,所以不要求波形占空比为比为50%50%。第6页/共38页 二、二、NE564集成锁相环芯片集成锁相环芯片 NE564的工作频率可达的工作频率可达50MHz,VCO采用射极耦合多谐振荡器。采用射极耦
5、合多谐振荡器。它是一它是一种更适宜于用作调频信号和频移键控信号解调器的通用器件,种更适宜于用作调频信号和频移键控信号解调器的通用器件,它的引出端功能图它的引出端功能图和组成方框图如图和组成方框图如图8-138-13所示。所示。第7页/共38页图图8-138-13 NE564 的引出端功能图和组成方框图的引出端功能图和组成方框图第8页/共38页一、在调制解调技术中的应用一、在调制解调技术中的应用 1 1锁相调频电路锁相调频电路 2 2锁相鉴频电路锁相鉴频电路二、在空间技术上的应用二、在空间技术上的应用 三、在稳频技术中的应用三、在稳频技术中的应用 1 1用于振荡器的稳定与提纯。用于振荡器的稳定与
6、提纯。2 2频率合成器频率合成器8.3 8.3 锁相环路的应用锁相环路的应用 第9页/共38页 锁相环路之所以广泛应用于电子技术的各锁相环路之所以广泛应用于电子技术的各个领个领 域,是由于它具有一些特殊的性能。域,是由于它具有一些特殊的性能。1 1)良好的跟踪特性)良好的跟踪特性 锁相环路的输出信号频率可以精确地跟踪锁相环路的输出信号频率可以精确地跟踪输入输入 参考信号频率的变化,可以做载波跟踪型参考信号频率的变化,可以做载波跟踪型锁相环及调制跟踪型锁相环。锁相环及调制跟踪型锁相环。2 2)良好的窄带滤波特性)良好的窄带滤波特性 当压控振荡器的输出频率锁定在输入参考当压控振荡器的输出频率锁定在
7、输入参考频率上时,由于信号频率附近的干扰形式将以低频率上时,由于信号频率附近的干扰形式将以低频干扰频干扰第10页/共38页 的成分进入环路,的成分进入环路,绝大部分的干扰会受到环路滤波器低通特性的抑制,从而减少了对绝大部分的干扰会受到环路滤波器低通特性的抑制,从而减少了对压控振荡器的干扰作用。压控振荡器的干扰作用。所以,环路对干扰的抑制作用就相当于一个窄带的高频带通滤所以,环路对干扰的抑制作用就相当于一个窄带的高频带通滤波器,其通带可以做得很窄波器,其通带可以做得很窄(如在数百兆赫兹的中心频率上,带宽可做到几赫兹)。(如在数百兆赫兹的中心频率上,带宽可做到几赫兹)。不仅如此,不仅如此,还可以通
8、过改变环路滤波器的参数和环路增益来改变带宽,还可以通过改变环路滤波器的参数和环路增益来改变带宽,作为性能作为性能优良的跟踪滤波器,用以接收信噪比低、载频漂移大的空间信号。优良的跟踪滤波器,用以接收信噪比低、载频漂移大的空间信号。第11页/共38页3 3)良好的门限特性)良好的门限特性 在调频通信中,在调频通信中,若使用普通鉴频器,由于该鉴频器是一个非线性器件,信号若使用普通鉴频器,由于该鉴频器是一个非线性器件,信号与噪声通过非线性相互作用,噪声会对信号产生较大的抑制,使输出信噪比急剧下与噪声通过非线性相互作用,噪声会对信号产生较大的抑制,使输出信噪比急剧下降,即出现了门限效应。降,即出现了门限
9、效应。锁相环路用作鉴频器时也有门限效应存在。但是,在相同锁相环路用作鉴频器时也有门限效应存在。但是,在相同的调制系数的条件下,它比普通鉴相器的门限低。的调制系数的条件下,它比普通鉴相器的门限低。第12页/共38页 当锁相环路处于调制跟踪状态时,环路有反馈控制作用,跟踪相差当锁相环路处于调制跟踪状态时,环路有反馈控制作用,跟踪相差小,这样,通过环路的作用,限制了跟踪的变化范围,小,这样,通过环路的作用,限制了跟踪的变化范围,减少了鉴相特性的非线性减少了鉴相特性的非线性影响,所以改善了门限特性。影响,所以改善了门限特性。利用上述特性,锁相环可以做成性能十分优越的跟踪滤波器,用以接利用上述特性,锁相
10、环可以做成性能十分优越的跟踪滤波器,用以接收来自宇宙空间的信噪比很低且载频漂移大的信号。收来自宇宙空间的信噪比很低且载频漂移大的信号。下面对锁相环路在调制解调、空间技术及稳频技术等方面的应用作一些介绍。下面对锁相环路在调制解调、空间技术及稳频技术等方面的应用作一些介绍。第13页/共38页一、在调制解调技术中的应用一、在调制解调技术中的应用 1 1锁相调频电路锁相调频电路 在普通的直接调频电路中,振荡器的中心频率稳定度较差,在普通的直接调频电路中,振荡器的中心频率稳定度较差,而采用晶体振荡器的调频电路,其调频范围又太窄。采用锁相环的调而采用晶体振荡器的调频电路,其调频范围又太窄。采用锁相环的调频
11、器可以解决这个矛盾。其锁相调频原理框图如图频器可以解决这个矛盾。其锁相调频原理框图如图8-148-14示。示。第14页/共38页 实现锁相调频的条件是调制实现锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带信号的频谱要处于低通滤波器通带之外。之外。使压控振荡器的中心频率锁使压控振荡器的中心频率锁定在稳定度很高的晶振频率上,定在稳定度很高的晶振频率上,而而随着输入调制信号的变化,振荡频随着输入调制信号的变化,振荡频率可以发生很大偏移。率可以发生很大偏移。这种锁相环这种锁相环路称载波跟踪型路称载波跟踪型PLL。第15页/共38页 图图8-158-15所示为所示为CC4046CC4046用于锁相调
12、频的实际电路。晶振接于用于锁相调频的实际电路。晶振接于CC4046CC4046的的1414端,端,调制信号从调制信号从9 9端加入,端加入,调频波中心频率锁定在晶振频率上,调频波中心频率锁定在晶振频率上,在在 3 3与与4 4的连接端得的连接端得到调频信号。到调频信号。VCOVCO的频率可用的频率可用100100k的电位器调节。的电位器调节。CC4046CC4046的最高工作频率为的最高工作频率为1.21.2MHz。第16页/共38页图图8-15 CC40468-15 CC4046锁相环调频电路锁相环调频电路第17页/共38页2 2锁相鉴频电路锁相鉴频电路 用锁相环路可实现调频信号的解调。如果
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