锁相与频率合成
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基本组成和锁相环电路1、频率合成器电路频率合成器组成:频率合成器电路为本机收发电路的频率源,产生接收第一本机信号源和发射电路的发射信号源,发射信号源主要由锁相环和VCO电路直接产生。
如图3-4所示。
在现在的移动通信终端中,用于射频前端上下变频的本振源(LO),在射频电路中起着非常重要的作用。
本振源通常是由锁相环电路(Phase-Locked Loop)来实现。
2.锁相环: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3.锁相环基本原理:锁相环包含三个主要的部分:⑴鉴相器(或相位比较器,记为PD或PC):是完成相位比较的单元,用来比较输入信号和基准信号的之间的相位.它的输出电压正比于两个输入信号之相位差.⑵低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量,起平滑滤波的作用.通常由电阻、电容或电感等组成,有时也包含运算放大器。
⑶压控振荡器(VCO):振荡频率受控制电压控制的振荡器,而振荡频率与控制电压之间成线性关系。
在PLL中,压控振荡器实际上是把控制电压转换为相位。
1、压控振荡器的输出经过采集并分频;2、和基准信号同时输入鉴相器;3、鉴相器通过比较上述两个信号的频率差,然后输出一个直流脉冲电压;4、控制VCO,使它的频率改变;5、这样经过一个很短的时间,VCO 的输出就会稳定于某一期望值。
锁相环电路是一种相位负反馈系统。
一个完整的锁相环电路是由晶振、鉴相器、R分频器、N分频器、压控振荡器(VCO)、低通滤波器(LFP)构成,并留有数据控制接口。
锁相环电路的工作原理是:在控制接口对R分频器和N分频器完成参数配置后。
晶振产生的参考频率(Fref)经R分频后输入到鉴相器,同时VCO的输出频率(Fout)也经N分频后输入到鉴相器,鉴相器对这两个信号进行相位比较,将比较的相位差以电压或电流的方式输出,并通过LFP滤波,加到VCO的调制端,从而控制VCO的输出频率,使鉴相器两输入端的输入频率相等。
基本组成和锁相环电路1、频率合成器电路频率合成器组成:频率合成器电路为本机收发电路的频率源,产生接收第一本机信号源和发射电路的发射信号源,发射信号源主要由锁相环和VCO电路直接产生。
如图3-4所示。
在现在的移动通信终端中,用于射频前端上下变频的本振源(LO),在射频电路中起着非常重要的作用。
本振源通常是由锁相环电路(Phase-Locked Loop)来实现。
2.锁相环: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3.锁相环基本原理:锁相环包含三个主要的部分:⑴鉴相器(或相位比较器,记为PD或PC):是完成相位比较的单元,用来比较输入信号和基准信号的之间的相位.它的输出电压正比于两个输入信号之相位差.⑵低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量,起平滑滤波的作用.通常由电阻、电容或电感等组成,有时也包含运算放大器。
⑶压控振荡器(VCO):振荡频率受控制电压控制的振荡器,而振荡频率与控制电压之间成线性关系。
在PLL中,压控振荡器实际上是把控制电压转换为相位。
1、压控振荡器的输出经过采集并分频;2、和基准信号同时输入鉴相器;3、鉴相器通过比较上述两个信号的频率差,然后输出一个直流脉冲电压;4、控制VCO,使它的频率改变;5、这样经过一个很短的时间,VCO 的输出就会稳定于某一期望值。
锁相环电路是一种相位负反馈系统。
一个完整的锁相环电路是由晶振、鉴相器、R分频器、N分频器、压控振荡器(VCO)、低通滤波器(LFP)构成,并留有数据控制接口。
锁相环电路的工作原理是:在控制接口对R分频器和N分频器完成参数配置后。
晶振产生的参考频率(Fref)经R分频后输入到鉴相器,同时VCO的输出频率(Fout)也经N分频后输入到鉴相器,鉴相器对这两个信号进行相位比较,将比较的相位差以电压或电流的方式输出,并通过LFP滤波,加到VCO的调制端,从而控制VCO的输出频率,使鉴相器两输入端的输入频率相等。
目录摘要 (1)1. 设计任务 (2)2. 锁相频率合成器的硬件设计 (2)2.1 锁相环基本原理 (2)2.2 频率合成器总体设计方案 (3)2.3 VCO电路设计(MAX2620) (4)2.4 集成锁相环电路设计(MB1504) (6)2.5 单片机控制电路设计 (9)3. 软件设计 (11)3.1 MB1504数据输入设计 (11)3.2 程序流程设计 (13)总结 (15)参考文献 (16)锁相频率合成器的设计摘要由锁相环构成的间接式频率合成器在无线通信领域发挥着非常重要的作用。
通常采用锁相频率合成器的输出信号来作为无线接收机中的本振信号,以使直接频率调制器、频率解调器能够从输入信号中再生载波。
本文锁相频率合成器的整个设计方案,包括压控振荡器VCO电路设计、MB1504集成锁相环电路设计、以及单片机最小硬件系统、单片机与MB1504接口电路等硬件电路设计;软件方面,以MB1504串行数据输入格式为标准,通过分析MB1504串行数据传输时序图,建立了串行通信协议。
关键词:频率合成器;锁相环;控振荡器(VCO)1. 设计任务设计一个基于锁相环的锁相频率合成器2. 锁相频率合成器的硬件设计2.1 锁相环基本原理锁相环(PLL )是一个相位跟踪系统。
图2-1显示了最基本的锁相环方框图。
它包括三个基本部件,鉴相器(PD ) 环路滤波器(LPF )和压控振荡器(VCO )图2- 1 基本的锁相环方框图设参考信号(1) 式中 ur 为参考信号的幅度ωr 为参考信号的载波角频率θr(t)为参考信号以其载波相位ωrt 为参考时的瞬时相位若参考信号是未调载波时,则θr(t)= θ1=常数。
设输出信号为(2)式中 Uo 为输出信号的振幅ωo 为压控振荡器的自由振荡角频率θo (t)为参考信号以其载波相位ωot 为参考时的瞬时相位, 在VCO 未受控制前他是常数,受控之后他是时间函数。
则两信号之间的瞬时相位差为(3) 由频率和相位之间的关系可得两信号之间的瞬时频差为(4)()sin[()]r r r r u t U t t ωθ=+()cos[()]o o o o u t U t t ωθ=+0000()()(())()()c r r r r t t t t t t θωθωθωωθθ=+-+=-+-00()()e r d t d t dt dt θθωω=--鉴相器是相位比较器,他把输出信号uo(t)和参考信号ur(t)的相位进行比较,产生对应于两信号相位差θe (t)的误差电压ud(t)。