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:锁相环及压空震荡器课题名称:锁相环及轧空震荡器,专业:电子信息工程,班级:一班,姓名:,学号:,指导教师:,吴和静2011年03月24日,目录一、设计任务二、设计方案三、电路组成及工作原理四、元器件表五、安装调试六、结束语七、参考文献一,设计任务(1)复****锁相环工作原理;(2)掌握环路主要部件及环路性能参数的测量方法;(3)掌握锁相环的工作原理和特点;(4)熟悉实验电路元件和各部分的组成及应用;(5)掌握锁相环环路的锁定状态,失锁状态,同步带,捕捉带等基本概念;(6)掌握锁相环主要参数的测试方法二,设计方案(1)在锁相环电路设计中正确选择器件;(2)在压控振荡器电路设计中正确选择元器件;(3)锁相环及压控振荡器电路设计;(4)查阅集成电路手册,熟悉CD4046芯片的管教功能及正确使用方法。三,工作原理(1)锁相环电路工作原理1,锁相的意义是相位同步的自动控制,能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环,简称PLL。它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域。锁相环主要由相位比较器(PC)、压控振荡器(VCO),低通滤波器三部分组成,如图1所示。2,压控振荡器的输出Uo接至相位比较器的一个输入端,其输出频率的高低由低通滤波器上建立起来的平均电压Ud大小决定。施加于相位比较器另一个输入端的外部输入信号Ui与来自压控振荡器的输出信号Uo相比较,比较结果产生的误差输出电压UΨ正比于Ui和Uo两个信号的相位差,经过低通滤波器滤除高频分量后,得到一个平均值电压Ud。这个平均值电压Ud朝着减小VCO输出频率和输入频率之差的方向变化,直至VCO输出频率和输入信号频率获得一致。这时两个信号的频率相同,两相位差保持恒定(即同步)称作相位锁定。3,当锁相环入锁时,它还具有“捕捉”信号的能力,VCO可在某一范围内自动跟踪输入信号的变化,如果输入信号频率在锁相环的捕捉范围内发生变化,锁相环能捕捉到输人信号频率,并强迫VCO锁定在这个频率上。锁相环应用非常灵活,如果输入信号频率f1不等于VCO输出信号频率f2,而要求两者保持一定的关系,例如比例关系或差值关系,则可以在外部加入一个运算器,以满足不同工作的需要。(2)锁相芯片CD4046特点过去的锁相环多采用分立元件和模拟电路构成,现在常使用集成电路的锁相环,CD4046是通用的CMOS锁相环集成电路,其特点是?电源电压范围宽(为3V,18V),?输入阻抗高(约100MΩ),?动态功耗小,在中心频率f0为10kHz下功耗仅为600μW,属微功耗器件。(3)CD4046引脚功能描述:图是CD4046的引脚排列,采用16脚双列直插式,各引脚功能如下:?1脚相位输出端,环路人锁时为高电平,环路失锁时为低电平?2脚相位比较器?的输出端。?3脚比较信号输入端。?4脚压控振荡器输出端?5脚禁止端,高电平时禁止,低电平时允许压控振荡器工作。?6、7脚外接振荡电容?8、16脚电源的负端和正端。?9脚压控振荡器的控制端。?10脚解调输出端,用于FM解调。?11、12脚外接振荡电阻。?13脚相位比较器?的输出端。?14脚信号输入端。?15脚内部独立的齐纳稳压管负极。(4)CD4046内部框图及工作原理介绍图3是CD4046内部电原理框图,主要由相位比较?、?、压控振荡器(VCO)、线性放大器、源跟随器、整形电路等部分构