通信工程专业综合设计报告

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1、XIANGTANUNIVERSITY通信工程专业综合设计报告班级：指导老师:学号：姓名：日期：t湘覃魟程報ITheCollegeofInformation

2、EngineeringofXlangtanUniversity目录第一章设计任务及设计目的11.1设计任务及耍求11.2没Ol妁1第二章设计思路和实验原理22.1锁相环原理22.2锁相环频率合成器原理22.3集成锁相环CD4046介绍32.4信号产生部分42.5讨变分频器连接电路4第三章屯路制作与调试63.1电路板制作63.2调试步骤6第四章心得体会78附录一实验电路图8附录三元器件清单10穌文I狀11t湘覃

3、魟程報ITheCollegeofInformation

4、EngineeringofXlangtanUniversity基于锁相环的频率合成器随着现代电子技术的发展，具有高稳定性和准确度的频率源已经成为通信、雷达、仪器仪表、高速计算机及导航系统的主耍组成部分。高性能的频率源可通过频率合成技术获得。由频率合成技术获得的信号源具有高频率稳定度和准确度，并且能方便地改变频率。锁相环频率合成器是口前应用较为广泛的一种频率合成技术。本文简要介绍了基于锁相环的频率合成器的原理以及集成锁相环CD4O46的内部电路构成.给出了一个基丁‘CD4046的频率范围和频率间隔均可调的频率

5、合成器的设计实例。该方案简单易行且易于调试，具•有较高的实用价值。第一章设计任务及设计目的1.1设计任务及要求设计一个基于锁相环的频率合成器，基木要求如下：(1)根据设计框阁设计出具体的实现电路：(2)频率稳定度至少达到10-5/只的稳定度；(3)输出频率从lKHz-999KHz预置可调；(4)焊接系统电路并调试；(5)撰写设计报告，3000字左右。1.2设计目的(1)熟悉PLL的内部结构和工作原理；(2)熟悉频率合成器的工作特性；(3)熟悉集成电路的引脚安排；(4)掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；(5)学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真；(1)熟悉基于锁相环

6、的频率合成器的设计与制作。湘覃魟程報ITheCollegeofInformation

7、EngineeringofXlangtanUniversity第二章设计思路和实验原理2.1锁相环原理锁相环(PLL)是构成频率合成器的核心部件。主要由相位比较器(PD)、压控振荡器(VCO)、环路滤波器(LP)和参考频率源组成。锁相环是一种利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号反馈控制电路。他的被控制量是和位，被控时象是压控振荡器。如图1所示，如果锁相环路屮控振荡器的输出信号频率发生变化，则输入到相位比较器的信号相位怂⑴和氏⑴必然会不同，使相位比较器输出一个与相位误差成比

8、例的误差电压经环路滤波器输出一个缓慢变化的直流电压K(Z),来控制压控振荡器输出信号的相位，使输入和输出相位差减小，直到两信号之间的相位差等于常数。此时，压控振荡器的输出信号频率和输入信号频率相等，且环路处于锁定状态。图1锁相环原理2.2锁相环频率合成器原理如阁2所示，锁相环频率合成器是由参考频率源、参考分频器、相位比较器、环路滤波器、压控振荡器、可变分频器构成。参考分频器对参考频率源进行分频，输出信号作为相位比较器参考信号。和ft坏路tfR柠L»頻麟比较界务体2S参45純本湖frf2鵬魟程餓ITb

9、ofXiangtanUniversity可变阁2锁相环频率合成器原理可变分频器对压控振荡器的输出信号进行分频，分频之后返到和位比较器输入端与参考信号进行比较。当环路处于锁定时有=因为/=fr/M,f2=fJN,所以书f（,=Nf,./M。只要改变可变分频器的分频系数N，就可以输出不同频率的信号。2.3集成锁相环CD4046介绍单片集成锁相环CD4046采用CMOS电路工艺，特点是电源电压范围宽（3〜18V），输入阻抗高（约100MQ）,动态功耗小。在电源电压VDD=15V时最高频率可达1.2MHz,常用在屮、低频段。CD4046内部集成了相位比较器I、和位比较器

10、II、压控振荡器以及线性放大器、源跟随器、整形电路等。相位比较器I采用异或门结构，使用时要求输入信号占空比为50%。当两路输入信号的高低电平相异时，输出信号为高电平，反之，输出信号为低电平。相位比较器I的捕捉能力和滤波器有关，选择合适的滤波器可以得到较宽的捕捉范围。图3CD4046引脚和外围电路图相位比较器II由一个信号的上升沿控U，他对输入信号的占空比要求不高，允许输入非对称波形，具冇很宽的捕捉范围。t湘覃魟程報ITheCollegeofInformation

11、EngineeringXlangtanUniversity相位比较器II的输出和两路输入信号的频率高

12、低宥关，当14脚的输入信