李倩电压控制LC振荡器设计(5)

2019-01-12 15:47

单片机控制器改变其值,便可达到改变输出频率的目的。

图15 MC145152内部结构图

参考分频器是为了得到所需的频率间隔而设定的,频率合成器的输出频谱是不连续的,两个相邻频率之间的最小间隔就是频率间隔。在MC145152中,外部稳定参考源-OSCm输入,经12位分频将输入频率比R,然后送入FD/PD中。比R计数分频器用于将晶振频率降低作为参考频率,可以控制输出频率间隔。R值可由Ra0、Ra1、Ra2确定,如表1所示。

表1 MC145152参考分频器分频系数设置对照表

MC145152的管脚排列如图16所示。采用28脚DIP封装,各管脚功能如

下:

引脚4、5、6(RA0、RA1、RA2)为参考地址码输入端,用于选择参考分频器的分频比。通过12?8ROM参考译码器和12bit? R计数器进行编程。分频比有8种选择,其参考地址码与分频比的关系如表1所列。

引脚26、27(OSCIN、OSCOUT)为参考振荡端,当两个引脚接上一个并联谐振晶体时,便组成一个参考频率振荡器。但在OSCIN到地和OSCOUT到地之间一般应接上频率置定电容(一般为15pF左右)。OSCIN也可作为外部参考信号的输入端。

引脚1(VOC)为输入信号端,将输入信号交流耦合到本引脚,其输入信号频率应小于30MHz.

引脚10、21~25(A5~A0)为6bit比A计数器的分频端。其预置数决定了/V(V+1)双模前置频器的/V(V+1)的次数。

引脚11~29(N9~N0)为10bit/N计数器的分频端。

图16MC145152管脚排列

引脚7、8( 或

fV?r?V)、为鉴相器双输出端,用于输出环路误差信号。如果

fV?frfV的相位超前

frfr,则?V变为低电平而?r仍为高电平;如果

fVfV?frfV或者

fr的

相位滞后

?r,则?r跳为低电平而?V保持高电平;如果

=

fr并与同相,则

与?V保持高电平,仅在一个很短的时间内二者同时为低电平。

引脚9(MC)为模式控制端,输出的模式控制信号加到双模分频器即可实现模式变换。在,一个计数周期开始时,“MC”处于低电平,一直到A下行计满编程的剩余值(N—A)。N计数器计满量后,“MC”复位为低,两个计数器重新预置到各自的编程值上,再重复上述过程。

引脚28(LD)为锁定检测端,用于锁定输出信号。当环路锁定时(即?V与

?r同频同相),该信号为高电平;当环路失锁时,LD为地电平。

图17 MC145152电路原理图

MC145152的电路原理图如图17所示,该电路时利用单片机来控制内部的分频比和计数器来实现频率的步进的。该电路还有指示功能,当频率锁定时,指示灯是亮的,没有锁定时指示灯不亮。 3.3前置分频器

该分频器是由控制端MC来实现分频的。选用集成芯片MC12022,分频比为P=63和64。MC12022受控于吞咽计数器的分频比切换信号,也就是模式选择信号M。当M为高电平时,分频比为P+1,当M为低电平时为P。MC145152内的/N和/A计数器均为减法计数器,当减到零时,/A计数器输出由高变低,/N计数器减到零时输出脉冲到FD/PD并同时将预置的N和A重新置入/A和/N计数器,利用这种方法可以方便的使总分频比为连续数,总分频比为D=PN+A。

图18吞咽式脉冲计数原理图

(a) P/P+1前置分频器 (b)吞咽脉冲计数示意图

MC12022分频电路原理图如图19所示,该电路的输入端是接压控振荡器的输出端,对产生的正弦波信号进行分频,其中有一个端是MC是个控制端,通过频率合成器的控制来实现分频的比,输出是接频率合成器的输入端,此信号和基准信号在频率合成器中进行比较。

图19MC12022分频电路原理图

3.4低通滤波器

低通滤波器由运放LM358和RC电路组成,其电路图如图20所示。低通滤波器用于滤波鉴相器输出的误差电压中的高频分量和瞬变杂散干扰信号,以获得更纯的控制电压,提高环路稳定性和改善环路跟踪性能和噪声性能。锁相稳频系统是一个相位反馈系统,其反馈目的是使VCO得振荡频率由有偏差的状态逐步过渡到准确的标准值。而VCO如做调频源用,其瞬间频率总是偏离标准值的。振荡器中心频率不稳定主要由温度、湿度、直流电源等外界因素引起的,其变化是缓慢的,锁相环只对VCO平均中心频率不稳定所引起的分量(处于低通滤波器通带之

内)起作用,使其中心频率锁定在设定的频率上。因此,输出的调频波中心频率稳定度很高。根据式3-16可以算出低通滤波器的截止频率

fo,一般情况下该截

止频率小于10Hz。理论上环路滤波器的通带应该尽量小,但是成本、体积也随之增加,几赫兹已经能满足要求。

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图20滤波电路


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