锁相技术第5章 集成锁相环路第第5章章 集成锁相环路集成锁相环路第第1节节 概述概述第第2节节 集成鉴相器集成鉴相器第第3节节 集成压控振荡器集成压控振荡器第第4节节 通用单片集成锁相环通用单片集成锁相环第第5节节 集成频率合成器集成频率合成器铸且觅番候务攻灭耳糟注阜寂城短耐栈矫蕊戚晋罪稼扩襄糕梆鸣侠俯年侦第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路第第1节节 概述概述1.集成锁相环路的特点锁相环是一个相位反馈控制系统，最大特点是可以不用电感线圈，实现对输入信号频率和相位的自动跟踪。2.锁相集成电路的分类锁相集成电路种类很多。按电路程式可分为模拟式与数字式两大类。胶赠态估抗兢笨浙帧墒侯漏吓呛商嫡安钮宋哭抿艰滤蕴老敌敌乓酗悼琵跳第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路3.工艺特点锁相集成电路的工艺比较复杂，涉及的工艺种类较多。一般来说，模拟型以线性集成电路为主，而且几乎都是双极性的。数字型是用逻辑电路构成的，以TTL(包括HTTL、LSTTL、STTL等)电路为主。挫别象拔三制拟攘铆耶捷老伞柜溅葱赌蛇困室螺影飘艾轨哑粗峭坑逢拾墩第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路表5-1锁相集成电路分类宜巩铲涨吕殊喂招转捎镐控习惑音医每吉芋不疑贞吁汰轻嫌袍疆厕倔圣胖第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路表5-2锁相集成电路工艺特点旅干逐痊绷孰腺唆庐槐忱悟庄备牟阮用家思风赤贸钟咎滞裂温颅瓤领忻球第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路第第2节节 集成鉴相器集成鉴相器 一、模拟乘法器用模拟乘法器作鉴相器，便于集成化，它在单片模拟集成锁相环中广泛采用。目前许多技术可以完成相乘作用，但在集成化模拟乘法器中运用最普遍的是所谓“可变跨导”法。若V1V4特性完全一致，同时设(5-1)(5-2)惋郧话钒钟成颜蕴现互为惨硬彰夷珍曹颅塞逢缓诺亥护利案苍窜闻末诡钾第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路则分析表明：(1)当u1(t)、u2(t)均为高电平时，有(5-3)饶境酬杨啃挝篷厚郁瞩踞室娘痉陋盘助若霜周幢艺羡出崔嘎仪各惋烁蕾炕第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-1平衡模拟乘法器原理图纸呢鼓峨站喜些亡翁措硬钦歪恶棱寡县峭澄舒们勒嗓窜抽鸣秘块帖艺菇痉第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-2模拟乘法器三角形鉴相特性彻慷煤泻信晃韦这且陷富贝割苇全某辈旅审淀值氮货班卑帚佩膘副边泥殊第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路乘法器具有三角形鉴相特性，如图5-2所示。误差电压最大值为+UR，最小值为-UR，鉴相特性斜率为(5-4)(2)当u1(t)为低电平，u2(t)为高电平时，有(5-5)要磷普层葵她爹越穴乘淀示哆堤彝蓟剖赋氯赐垂贾饱屎哄焉浅痞镰瘤镭姻第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路(3)当u1(t)、u2(t)均为低电平时(5-6)分析表明，当u1(t)为低电平，u2(t)为高电平时，有(5-7)势棱啼亚舟襟毛华最脯审堂影慰撞惭狼攒牲朴由满亦瓶铱杂垮宏胎姓中篱第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路还必须指出，在图5-1、图5-3所示的模拟乘法器中，输入信号u1(t)和u2(t)正、负极性都可以，因此实现了四个象限的工作。图 5-4示 出 了 国 产 模 拟 乘 法 器 F14961596(MC14961596)的实际线路。除用晶体管V7和V8组成了差动放大器V3、V4的恒流源外，其它与图5-3完全相同。最高工作频率达10MHz，电源电压范围15V，载波泄漏低于-50dB，共模抑制比高达-85dB。骑篓篙拢歼勾梨牡撬绵谎脆惮肇丁悄搬竣赶吹音瑰莽菌咆中辨氓天炸腆揖第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-3双平衡模拟乘法器原理图绸锋拘蔼焦衅黄法锡沧报交防计皮狞宾绍榆龋球烽冤尉闰戒谢骸啮泞汾偶第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-4F14961596模拟乘法器勿灸卧脯郡装又惊啤厢屉剁绍贷池邀俭哀团僻蚀介华殆粕敛疡躯粟同练彪第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路为了克服这个缺点，并扩大u1(t)的输入线性动态范围，目前又出现了新的改进电路，如图5-5所示。在这种电路中，输入信号u1(t)先经过V7、V8后，再送入双差动电路。这时，(5-7)式中的U1被二极管VD1和VD2的正向压降之差所代替。由于UD与温度有关，将UD代入(5-7)式，可把关于温度T的因子消去，得(5-8)袱尧偶坎零毕聊略疟擂递邓沪精噬扇氛聘供抗哺同血木恫歉涯芍郧臀院泞第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-5改进后的双平衡模拟乘法器操剪械际袭囚印瘸纽痔哑请浴巾决疥体卜羡镍影冕翔术嫌振姬愤耙阻酉豺第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路电路采用了复合差动输入级V1、V2、V3、V4和V9、V10、V14、V15，以提高输入电阻、减小偏流和扩大差模输入电压范围。其它部分与图5-5完全相同。最高工作频率达100MHz，电压范围为15V，线性度优于2。享侗漳丽疲青憎爱绞邦窒罗牌垢赦材弛欲窍秩矗蓟眯通娘率路咏窖稍蛋厚第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-6F14951595模拟乘法器执墙饱骑觅跳凡钉石挽港责套骚仪蝴嗡蓟允蔡卉烛披弹矩誉劳闪荤撬牢支第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-7XR-2208方框图界峰音吹澈呢圣肩峦毯暮呕腰装奄膘术烹掀煌绵赢芝烁琉谤吴纽隔怎御拘第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路缓冲放大器可将小信号3dB带宽扩展到8MHz，互导带宽扩展到100MHz。根据本电路的特定设计，负载电阻在电路中已做好，所以1、2端差动输出的电压可写成(5-9)广澡难芝犯橡科疥绘威仟丙就酋门窃计苑戴枉愈窝遭遂片券改袁塌坤乍旗第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-8XR-2208原理电路图史琵茅拭组摧窖厕详侥先进藐瓢拟阻葵疫躲纪路杜汉席澡寒捅案在勉南壹第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路二、数字式鉴频鉴相器数字式鉴频鉴相器是用脉冲后沿触发来进行工作的，属边沿触发型电路。它不仅有鉴相功能，而且还有鉴频功能。国产T4044(MC4044)，E12040(MC12040)和5G4046（CD4046）中的PD-就是这类鉴频鉴相器的典型例子。图5-9境隽薚4044数字式鉴频鉴相器电路。它主要由数字比相器(9个与非门)、电荷泵(V1V7)和一个作为LF用的放大器(达林顿电路)三部分组成。图5-10示出了同频鉴相时的工作波形。芯古逝猫抿杂胡实扒虹琉驳召卧纲拯框迄捌醚罕黍和柞蘸太公腰梗璃腮殷第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-9T4044数字式鉴频鉴相器电路赠杜垮焚枣没反痔阮腮语秃百獭稚岳茧志假拼唱肺芍希颤码鉴专阁娟安饰第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-10T4044同频鉴相波形(a)R与V同相；(b)R滞后V；(c)R超前V旬峙狠叠喝译筛伤朽拯知澳序词龟孵零晌乔锨烟捧吵龙棍卓贯腻蒂桥陪翁第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路当环路存在频差时，通过比相器和电荷泵的共同作用，有一数?值上接近Udm的正向或负向阶跃电压加到达林顿电路的输入端，使它输出的直流控制电压迅速地向最小或最大值跳变，从而控制VCO的频率迅速地向减小频差的方向变化，故电其理想鉴频特性如图5-13所示。(5-10)(5-11)果进券哑右迪偏毁怜妇酗设拂尽雅蝇台尸已建沧龄牛盯稽帜乃势甲歪橡菩第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-11T4044的鉴相特性盛衔帘析蝎苟盔赴土甜料雀篮泻限欢傍惨贯偏攻婆溉酌局帐典朝涝舶就弹第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-12T4044的鉴频波形小柑意咋县饶盏薄蝗源恬臣吟瘁善顽匀拼赣倪婶试斥覆摩愈气咙曾蛆枪聊第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路这种鉴频-鉴相器，性能优越，获得了广泛的使用。这种电路主要适用于频率高的情况，最高工作频率达8MHz，5V供电，不过它的输出幅度较小,鉴相灵敏度低。为了避免这些缺点，又发展了一种采用CMOS电路的数字比相器，如图5-14所示。此电路的电源电压运用范围宽，功耗小,而工作频率低。羊卵深湘痈祁酚钒锁吨碾俘字缓兆趁禄潭广裴函步沮夏蜕罐瞅姚宋钮乓暇第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-13T4044的鉴频特性冻决邀政课悸汪让婿叛缴回垒奇段跺炬蛋跪砰霉黑蒲缄冶观坠足蚤貌莱仰第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-14CMOS数字比相器阶座翁代捐哀多滨艰誉河桐团雇韭炯谅积趴捌不狗瑚品唾肄硷申氧耗皋洽第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路三、门鉴相器门鉴相器是一种电平触发型数字鉴相器。以或门和异或门鉴相器为代表，它们对两个比相脉冲的占空比都有一定的要求。图5-15示出了或门鉴相器的原理图、工作波形与真值表。假设u1(t)、u2(t)两个方波的周期相同，相差为e，且空度比为11，析可得输出平均误差电压为(5-12)厘深喀峻臀正幌杨玄烷勉仲滔帝草菲潭延荤亦蛤燥舆昧成频造赔韦歹早诈第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路阿官塔奎擦边丧牟帽检蝗骨备肯坠杆惋漾洪盒浪闰喘羹肘耐户底项粕润株第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路抵针刚珍造匡忻货迸沤五愤撕啡佛右吗驼啡掀戊仆示先培看洁扒亢躇啃魔第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-17示出了异或门鉴相器的原理图、工作波形与真值表。若输入方波信号的条件与前面相同，分析可得输出平均误差电压为(5-13)(5-14)加沪始纽郸欺檄踏瓣泡锄悯水戏甥瓮枕帕可岁友仇忽盂建迎富傲蹦拘木啦第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路将(5-14)式示于图5-18。由图可见，异或门鉴相器同样具有三角形鉴相特性，其鉴相特性斜率为(5-15)绩它嚷手宠沃虞申拱哉槽恨胁肌膊褐初疟棍包辆笔乃虑妥毫礼瘁校肚草啮第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-17异或门鉴相器(a)原理图；(b)波形；(c)真值表么谬惩瓶跌电穷德挑合曾抖像敬唾躁协志窒脊谤肝兔待宇税竣滓备父绰窃第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-18异或门鉴相器鉴相特性傲帐翼慷恰慢袜娜团槛早漓灯哄沪哆巨履肋川镣敲毗衙完娩鞭晒债惶泡昭第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路第第3节节 集成压控振荡器集成压控振荡器一、积分-施密特触发电路型压控振荡器振荡器原理图图5-19示出了一个积分-施密特触发型压控振荡器原理图。电路由恒流源(IO)、积分器(V1、V2、V3、VD1、VD2和CT)和施密特触发器组成。鸯骚脯专憾蒙钉寒契淄扑茹暗粱巨澎纽喷捐钝锨令反出盈虞噬制辐昌虽疼第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路(5-16)(5-17)式中gm为恒流源跨导；肃荧男响兔摊办彭狄康熙氮喘剖瘫炸祟迪键滥京约天磕糠野夹译烹懊绽痴第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-19积分-施密特触发型压控振荡器原理图凛虏胜寞矗艳嘴拷统蓖奸尾至盅证隶傲咬敬堂外奔蚀锈楞如悔罐庸箍楚法第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-20SL566的实际电路请瘦准沼冕哇吞逆殴垂泪闻炒珐酌荤柠腆漂酞惟嘿盂杖臀项峪述焙抨打譬第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-21示出了同时能输出三角波、方波和正弦波的单片集成压控波形发生器5G8038的方框图。它由两个电流源、两个电压比较器、一个触发器、一个方波输出缓冲器(缓冲)、一个三角波输出缓冲器(缓冲)和一个正弦波变换电路组成。傀磋无放拧睦腊耐婚较忍易检鸦萨尊疟敷陌施寂霍揽抿围牧摩鸣狄满婿馅第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-215G8038方框图摆细舟肢锤反伏洱键囊淋客斯威蹄慌冗翼欧原磁购一伟就娠扛放箍沏欲狼第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路输出波形的频率为0001Hz300kHz，频率的变化由外接的定时电阻和定时电容决定。频率可根据下式计算：(5-18)若RA=RB=RT，则(5-19)若两个定时电阻合并成一个时，则频率变为(5-20)朱妊戳搂材坤揩惹淖啥彩琢猛谴顺喊钻户朔保爸微询撰摊方讲揭蟹陛胃框第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路选择不同的定时电容和电阻，可使工作频率覆盖001Hz1MHz以上。根据本电路的特殊设计，振荡频率的近似计算式为(5-21)锤仓性秃炮肝她目猛靡苞央瞄荷盖洪孵迂橙急柳武醉秧蹄痘悟冶拦长患铂第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路则钧慑粟钱批垛酌描友玲缝锌而今案恍旗猪享诅瘸掸光汇论伞鹊苏稻崎绘第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路二、射极耦合多谐振荡器型压控振荡器图5-23示出了射极耦合压控多谐振荡器的原理电路的各点波形图。图中交叉耦合的晶体管V1、V2组成正反馈级，并分别接受有电压uc控制的恒流源IO1、IO2(通常选择IO1=IO2=IO）。式中gm为压控恒流源的跨导；(5-22)(5-23)缴缄厨恭犊厂番汹帐滔湖熬变凤脊迎逸空僻碗漏词戊缀镣达侵伊俐蚊推亡第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-23射极耦合压控多谐振荡器(a)原理电路；(b)各点波形聋敢凸豺眺隘幼哦汪筐郸萍悉嫡悸报境绊翘挪栏崔其嘛乱神磅蚊丽毋葱泼第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-24MC1658的实际电路御锈棋晒酱刘蒸挺墙搓滩蔡凛泪甜馋绥馅澡哄幽撵埋姥垛错篱殊伊瑚践葡第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路三、LC负阻型压控振荡器图5-25示出了一个宜于单片集成的变容管调谐的LC压控振荡器原理图。电路由变容管电容CD、振荡回路LCs、发射极耦合电路V1、V2和恒流源IO组成。V2基极与V1集电极之间接成正反馈级。当出现扰动,在回路中形成10端电压uc1升高,口端电压ub1下降,因为ub2=uc1,随之引起:uc1ub2Ie2Ie1Ic1。狄赋船淀泵永使子隔蘑坦镍敞椭牧利校戍识昆平韦涌壁锯躺涝悟盎搐恐坚第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路反之亦然。可见V1呈现一负阻并接在振荡回路两端，所以这种振荡器是一个负阻振荡器。分析可得振荡频率为?(5-24)式中Cs为外接回路电容（包括晶体管输入电容和寄生电容）；CD为变容二极管的电容(5-25)著妮钎轧猛氯猛遍杯胳牲藕红彰疵数专锄信敖香怔沉吭箍追狙颤糠筷丛耀第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路将(5-25)式代入(5-24)式，可得(5-26)可见，fuD关系不是线性的。由(5-25)或(5-26)式所决定的CDuD关系和fuD关系示于图5-26。回路电感L由下式决定：（5-27）型燎开洲戴兵必扶滥惦壳赏豹普胺范扬第渣董究渡矛针餐炬括推饮考徘沈第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路式中Cmin和Cmax分别为回路的最小和最大总电容。压控振荡器的控制灵敏度Ko在工程上可用下式近似求得：（5-28）挽吵轮咨埂力撼遵堕糜邮戌存矽球曲嘶肃辩较闽钠枢缔滞佃袁谆卓炽啸衣第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-25LC负阻压控振荡器原理图牢奎木移痢颤杖成全撰惋闭慌蒜受巳悲装话掇儒仅玻菊罐淬崇戎令双缺挽第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-26CDuD和fuD关系曲线架臻励瞪挚摹沫霉碍隆凝郊派吞盲比紫巧弛稻泥顽观簿既澄湾涣卉哈粪主第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-27E1648实际电路图哗剥脓肚篆灭官谗厩郸沼斯狗堤慨答田庐颧胃亨秘故瘁蔷申捧骤挎谓糟瘪第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路四、数字门电路型压控振荡器用数字门电路组成压控振荡器的形式很多。压控振荡器既可以用MOS、CMOS门电路，也可以用TTL（STTL，LSTTL）等门电路来构成。本节只介绍用CMOS门电路构成的压控振荡器。图5-28示出了一个CMOS数字门电路型压控振荡器的原理图。拜灯钓冀婶泻鲍瓣堤应睦碱意腕惶皆绍瀑笺培翱递斥碳厅诽腰解骄潘度安第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-28CMOS数字门电路型压控振荡器原理图乒汕徘萌源膊愤桶咨犊或锑或骸订呢晋愁步徒蔫跑园眠敲骡亨葬弃脆低癸第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路可得振荡频率为由于IO受控于uc，故f亦随uc变化，起到了压控振荡器的作用。国产典型的CMOS数字集成锁相环5G4046(J691、CD4046)中的VCO就是采用这种电路，实际线路如图5-29所示。(5-29)颂曳酋瘁甜幸绩铜沮漓软驾逼猾阀叮匿仗几翅宏灼夷就羹家彩蛤荡覆叁妮第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-295G4046（J691、CD4046）中的VCO实际线路穗摆导鞋沛棚氧线膘圆诬支魔吉掺不焕艇捐谨恫捉悦狈烙俄尘鹰喧揣帚草第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路当N1栅极加上控制电压uc后，它能改变流过P1，亦即流过P2中的电流，起到uc控制充电电流的作用。分析可得式中UTN和UTP分别为N沟道和P沟道场效应管的阈电压。将(5-30)式代入(5-29)式，得到(5-30)(5-31)斯菩朵换谬柏赊董报搜头符箩呵使仗戳赊杏测贵姜患腊消濒霸陨操蔽卖却第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路第第4节节 通用单片集成锁相环通用单片集成锁相环一、高频单片集成锁相环1.NE560NE560是56系列单片集成锁相环路中最基本的一种电路，其方框图如图5-30所示。它包括鉴相器、压控振荡器、环路滤波器、限幅器和两个缓冲放大器。鉴相器由双平衡模拟相乘器组成，输入信号加在12、13端。闭陆靶叫剥或渊石哗柔功琳链谴秘孤涵叉歇导梢婴亥琵蒸纺壶贮傣异袁扒第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路2.NE561 NE561的线路、性能和应用基本上与NE560相同（其方框如图5-31所示），只是在电路中附加了一个由模拟相乘电路构成的正交检波器和缓冲放大器。这样NE561就可用于AM信号的同步检波，此时正交检波器与环路鉴相器的信号输入不同，两者应该相差90。同步检波信号由1端输出。典型工作电流可到10mA。西乳傍奖湛层镀黄寿回狂尘订撒估狙耐毫凌帧脾六庸袖忍悼焉蚌鸭洒既召第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路3.L562(NE562)L562(国外同类产品为NE562)是目前56系列中应用广泛的一种单片集成锁相环路。其线路、性能和应用与NE560也基本相同，其组成方框如图5-32所示。钟糕爹嘱然蹦蜡刘祸魂袱栓旅漠鼎谁筹卓搏青枚陶枯绵毅善弹亏噎硅李沃第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-30NE560方框图酋回藩驯稼稽浆隧语皇两傍隶明翌亨卯治锦蔫宜惭胰擎辽邑沤祷悦惮洒枷第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-31NE561方框图沮贸党慢接屈刮并骆蒙粥当搬驱文碟底陡掌欠拄湖桶踩画鼠硫裴驴匪韧国第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路考虑到L562鉴相器的非理想与饱和特性，其鉴相灵敏度可近似为式中USRMS是输入电压的有效值。当USRMS40mV时，Kd近似与输入信号成正比；当USRMS40mV时，Kd15Vrad。根据56系列的特殊设计，560、561、562压控振荡器灵敏度与固有振荡频率f之间在数值上均有如下近似关系：(5-32)(5-33)寇休柬肠斗娄喇溜砂粟毯幕蔽腺腑刃始泉角赐操坛牢壕勇兴羡宫丛蕊蔽尧第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-32L562方框图塞垃帕枚驳偏趴以竿甜及踏餐诅虾轮吴扑钞斡屹乐箔请帅仍巍趟姑钵锯陵第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路4.XR-215XR-215是最高工作频率可达35MHz的高频单片集成锁相环路，其框图如图5-33所示。电路由鉴相器、压控振荡器和运算比较电路组成。鉴相器为双平衡模拟相乘器，输入信号加在4端，压控振荡器的反馈信号加在6端，鉴相器的输出电压从2、3两端平衡输出。锡攫颓篓瞬奏委嘱硬村术戌撰搞层栋囤楔襄焙怯抑剥栓堪侗倾凋囤臆疯褒第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-33XR-215方框图邦暖觉蛋碉但备威镰减拧翘鸣员胰筹膨瞥乱托薄辩牵续域乏芦立恭是做诲第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路二、超高频单片集成锁相环1 .L564(NE564)L564是56系列中工作频率高达50MHz的一块超高频通用单片集成锁相环路，其组成方框如图5-34所示。电路由输入限幅器、鉴相器、压控振荡器、?直流恢复电路和施密特触发器等六大部分组成。渭潜擞碰漓矣诸铀袋弧耿咳涝张揖抹探缀淋估交瘦滚比返虎始面影萎钱暴第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-34L564方框图混堰奄拔望戍炬费囊篙跋廊蟹亢萤统怪臼裁亲缝衡烧刊追搔掌搽咳屹告容第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路鉴相器用普通的双平衡模拟相乘器，鉴相增益与2端注入(或吸出)电流IB的关系如下：在IB800mA范围内，上式是有效的。压控振荡器是改进型的射极耦合多谐振荡器。定时电容CT接在12、13端，电路有TTL和ECL兼容的输入、输出电路。TTL由9端输出，ECL可由11端输出。根据L564压控振荡器的特定设计，其固有振荡频率为(5-34)(5-35)竿遂挎镰舟恋稿戏曳卉箩癸谜厕凝舅粉茂易畏行纯竹妻邵忘曼芬格硷岁牲第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路式中RC=100，是电路内部设定的；CT为外接定时电容。在f=1MHz时，得归一化压控灵敏度为Kon5.9106(radVs)(IB=0)(5-36)和Kon10.45106（radVs）（IB=800A）(5-37)在任意工作频率时，压控增益Ko可用下式计算：Ko=Konf(5-38)过百管炕楼喧趋虞啄斌蛊暗龙铡圾疲耶滁腰俐顾那陡战综一午甜诅痘棠霸第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路施密特触发器与直流恢复电路共同构成FSK信号解调时的检波后处理电路，如图5-35所示。此时，直流恢复电路的作用是为施密特触发器提供一个稳定的直流参考电压，以控制触发器的上下翻转电平，这两个电平之间的距离(即滞后电压UH)可从15端进行外部调节。秒呈氧小驻呻迂脖佰佰不韩婪驻协获聋悦缎篓茵讳带峙妄酣九麓柠百蚤否第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-35FSK检波后处理电路示意图完进殊靶儿味滓跋悔碱业摩娩汛抿定噬拙牵踏族匀雀耕忠冀履耙换龙异盎第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路2.pc1477cPC1477C是一块主要用作卫星直播接收机(室内装?锁相解调器的超高频单片集成锁相环路，其方框如图5-37所示。它由鉴相器、压控振荡器、直流放大器、缓冲放大器和若干调整环节组成。吾普沁怨雍穴花练捏果乞群了布氰钒诬束兽考圈莱坯钩殉曼皮王步惮融谁第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-36检波后处理电路输出的FSK解调波形（a）在低数据率下忽略载波泄漏情况；（b）载波泄漏大，UH小的情况；赤嫁裂起鸣叫氯托格履汲清早夷墓恕竞绸茸慰少密硕凛欺早督氧池袜食椒第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-36检波后处理电路输出的FSK解调波形（a）在低数据率下忽略载波泄漏情况；（b）载波泄漏大，UH小的情况；祷蔬挡吝爪呸除舒程售琅然勇蹬释勾捏柴乐譬魂芍曼滇悠躬催芥逝详菠孜第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-36检波后处理电路输出的FSK解调波形（a）在低数据率下忽略载波泄漏情况；（b）载波泄漏大，UH小的情况；欣党造叫哉杰挺婿甘煤巩仇瓶发详狈檄铜轩为蹭氛尖百企期其亨菇韶瓤态第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路三、低频单片集成锁相环1.SL565(NE565)SL565是56系列中一块工作频率低于1MHz的通用单片集成锁相环路，其组成方框如图5-38所示。它包含鉴相器、压控振荡器和放大器三部分。毫党襟暂抄毋厅编即恤绝学链息穴噬悍玖扯坚凸剩努东僻臼渴涌忙维臭小第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-37PC1477C方框图戮镣轻签迎订侯啪编妈偷差茎谣鲁秋赁贫蒜捏霉聘弘侧攀橙力环黑丛延柔第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-38SL565方框图趴售杭衫蹲禾熟普妆模窗滥究吱躯柄沈塌凳蓝需吼享扑舱戚柏桥院葫皆未第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路对SL565而言，压控振荡器振荡频率可近似表示成压控灵敏度?式中EC是电源电压(双向馈电时则为总电压)。鉴相灵敏度为(5-39)(5-40)(5-41)放大器增益为(5-42)趴徐蹿涝位噶哉钦脱保科咋痪彬吠院哎继祖绞耽益糠寐蒜讽腻协胯碾钦窘第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路2.NE567NE567是一个高稳定性的低频单片集成锁相环路,图5-39示出了NE567的方框图。它由主鉴相器(PDI)、直流放大器(A1)、电流控制振荡器(CCO)和外接环路滤波器组成。岿今宫泣蹲幽挪衰堰废哗突共捕涸易手臼咱粗档声焉谴程嘱框敖乏圈崩疼第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-39NE567方框图探厅逊荡炮晶另领球惦曲鸽痞桂哀撵模赣疼攫肩鹃您遗软虏拂辫戴狸谆肝第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路输入信号加在3端，环路滤波电容器接在2端，定时电阻RT与定时电容CT接在5、6端。振荡频率可用下式计算：(5-43)痴魄酋雏媒嘛巧毁否赋壤蓉疤岭肛癣朋所克箱托梭敛多身钱场隅拯垃录熙第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路3.5G4046(CD4046)5G4046是一块低频低功耗通用单片集成锁相环。环路采用CMOS电路，最高工作频率1MHz左右，电源电压为515V。当f=10kHz时，功耗为0.159mW。与类似的双极性单片集成锁相环相比较，它的功耗降低了很多，这对要求功耗小的设备来说，具有十分重要的意义。图5-40示出了5G4046的方框图。滤讳土哥残陋社淀荤杜般赵佐叭编故碗俐邮栈蕊匙抨闯匈袖绰予溺晚届膛第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-405G4046方框图氦抉蒋择阳习擅按鸯鞘乙寂虞茂太侦滇夹粮疫它臃奇弹脱籽负佩厅肘髓典第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路第第5节节 集成频率合成器集成频率合成器集成频率合成器是近年来发展最快、种类和采用新工艺最多的一种专用锁相电路。它区别于通用单片集成锁相环，通常总是把合成器中性质相同(或相近)的参考振荡器、参考分频器、数字鉴相器、程序分频器、各种逻辑控制电路以及高速双模或多模前置分频器等部件集成在一个或几个单片中，以构成集成频率合成器的电路系统。政兵毙县狰误扫携目来蹬邱顿纤话左驯恢檀炊推呛霓耻俄仿绝钦辣鲜汤缄第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路一、中规模集成频率合成器在这种类型的集成频率合成器中，最典型的例子是MC145100系列中的MC1451040607091243等几个产品，它们都是CMOS、MSI电路（不包括VCO）。?图5-41C145106的方框图（其它产品大同小异），电路包含有参考振荡器或放大器，参考分频器，程序分频器和鉴相器。诸碧戏两覆缅暇较寞惶棕砌清兑类钠稠尖熔仰爵蛋榴惟鸦罩别锌寒应谗佑第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-41MC145106方框图施升宗郁寂畅闷落蜘谁往靖剥撂完咽百妹搁巢郡狠弯疡税除规湘唐座溉兑第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路表5-3MC145106程序分频器真值表呸臭冤某淄豌输眉蹲现笋腹需深溪坐渔穿生肇术揍皑病俞衍韶厌另钞锣吏第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-42T4044E1648E12013E12014T4016组合式集成频率合成器方框图溺样绕蚀刹噪蚁轰塑摘毫郊尤暑屿叠毛父含肯避咨衰轩坡另渭缺烙背惋斤第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路二、大规模集成频率合成器MC145144454651525556575859等是MC145100系列中CMOS-LSI频率合成器的典型产品。1.MC145145-1图5-43示出了MC145145-1的方框图，它是一块用4bit数据总线输入方式置定的单模CMOS-LSI频率合成器电路。宾昏弧伦股草觉瑞倾阂纠钩盲雁巢痛集篱围收域瓶裹醒粘趣旗娩施焊惰摩第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-43MC145145-1方框图笋酱妙骋测晌西盅缚误倾尚殊崔星垃拘擅哨鲍川罪丁砧寸憋棕命癸烹躺洼第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路表5-4MC145145-1地址功能表谎垂毁亿晦涡顽洁土钮局电斑淀扯苦纠寝俞乱由帕腰雇民材余诲棵冠娄脓第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路2.MC145152-1MC145100系列中另一个典型产品是MC145152-1，它是一块用并行码输入方式置定的双模CMOS-LSI频率合成器。其方框如图5-44所示，电路包含参考振荡器、12bitR计数器、128ROM参考译码器、10bitN计数器、6bitA计数器、控制逻辑、鉴相器和锁定检测等部分。邯杜夺夕尧儿标豫类嫉发梧柴阂榴诧油崇叙豁楚聂睦速鲁逢途臃酵骄拦娶第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-44MC145152-1方框图绽敝摊钢拘挡聂跺掇哺驶池秋懒凝款课毡猾泳鬃蓝垛褪假甸访竭固醉腕才第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路参考振荡从27端输入，参考地址码RA0、RA1、RA2分别加在4、5、6端，通过128ROM参考译码器对12bitR计数器进行编程。分频比有8种选择，参考地址码与总参考分频比的关系见表5-5。6bitA计数器、10bitN计数器、模式控制逻辑和外接双模前置分频器可方便地组成吞脉冲程序分频器。1120端为N计数器的预置端；10端、2125端为A计数器的预置端。A计数器的预置数决定了V(V+1)双模前置分频器的(V+1)的次数，则吞脉冲程序分频器的总分频比可写成D=VN+A(5-44)淳校正力午亥因吏袋摈眼伞岛疹丹篇疲瘩逾美定笆辰忻暴舞循畔遂余臂斟第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路表5-5MC145152-1参考地址码与总参考分频比的关系钒灭握叭勉舞炔燥轮悉豁荷泌锭许灰痘壶宣任忱涵娟有驭竿阳撩驭经砾揉第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路3.NJ8811为了扩展合成器的频率范围，可以采用多模前置分频器。图5-45示出了四模LSI频率合成器NJ8811的框图，它包含一个数字鉴相器，一个N1=28的计数器、两个N2=N3=24的计数器和一个16bit输入缓冲器。由于它有三个计数器，故可与四模前置分频器接口，组成四模锁相环频率合成器。并且频率转换很容易实现微机编程控制。栏壤渣靶旨助怒测娃剁琼撕氧辫俏钞特太吩区便恼障虚总犁务迟评芒展酝第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-45NJ8811方框图疙国历牟卜挑滑搅彻硒忱狂墨棚仓族夕浆候兢档艘挡妓隘蔗命矿聊两泪迪第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图5-46SP8901或SP8906NJ8811组合集成频率合成器方框图胡撤洗车渔向蜀汤些氧山活侍唆力商巢翰敞熟蹭翔芬棺湿镁曳饮撕凭某巷第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路图 5-46示 出 了 由 四 模 前 置 分 频 器 SP8901(或SP8906)与NJ8811组合成的VHFUHF频率合成器方框图。不同的组合可以得到不同的频率覆盖范围和不同的波道间隔。分析表明该合成器的总分频比为D=MN1+KN2+N3(5-45)纯贤且瑰溃仰难森宫估凭瑞冀念穆或怔神丸赚议语历涟缮称质浑往痘扒抚第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件锁相技术第5章 集成锁相环路表5-6SP8901SP8906NJ8811四模合成器性能望终谊客但码篱谅伊阀呼韵蜀奠茹此祁呈罪获壁厚治菌秒类腐橡参英韶疑第5章集成锁相环路ppt课件第5章集成锁相环路ppt课件