PLL鎖相頻電子教案

1、鎖相環(huán)鎖相環(huán)PLL原理與應(yīng)用原理與應(yīng)用第一部分：鎖相環(huán)基本原理第一部分：鎖相環(huán)基本原理 一、鎖相環(huán)基本組成一、鎖相環(huán)基本組成 二、鑒相器（二、鑒相器（PD） 三、壓控振蕩器（三、壓控振蕩器（VCO） 四、環(huán)路濾波器（四、環(huán)路濾波器（LPF） 五、固有頻率五、固有頻率n和阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù) 的物的物 理意義理意義 六、同步帶和捕捉帶六、同步帶和捕捉帶第二部分：鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)第二部分：鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)一、PLL參數(shù)測試參數(shù)測試 一、壓控靈敏度一、壓控靈敏度KO的測量的測量 二、鑒相靈敏度二、鑒相靈敏度Kd的測量的測量 三、環(huán)路開環(huán)增益（三、環(huán)路開環(huán)增益（KH）的測量）的測量 四、同步帶和捕捉帶

2、的測量四、同步帶和捕捉帶的測量 五、五、 n、的測量的測量實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)二、PLL應(yīng)用實(shí)驗(yàn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 一、PLL頻率合成器實(shí)驗(yàn)頻率合成器實(shí)驗(yàn) 二、二、PLL調(diào)頻（調(diào)頻（FM）解調(diào)）解調(diào) 三、鎖相式雙音多頻信號(hào)三、鎖相式雙音多頻信號(hào)（DTMF）解碼器）解碼器 四、四、 PLL 數(shù)字調(diào)諧實(shí)驗(yàn)數(shù)字調(diào)諧實(shí)驗(yàn) 五、設(shè)計(jì)五、設(shè)計(jì)5 / 6分頻器分頻器 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?通過上述實(shí)驗(yàn)，使大家對(duì)由通過上述實(shí)驗(yàn)，使大家對(duì)由模擬電路、數(shù)字電路組成的模擬電路、數(shù)字電路組成的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電路的搭硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電路的搭接、故障的分析判斷、故障接、故障的分析判斷、故障的排除得到一次鍛煉。的排除得到一次鍛煉。 第一部分：

3、鎖相環(huán)基本原理（第一部分：鎖相環(huán)基本原理（P1） 一、鎖相環(huán)基本組成一、鎖相環(huán)基本組成 一個(gè)典型的鎖相環(huán)（一個(gè)典型的鎖相環(huán)（PLL）系統(tǒng)，是由鑒）系統(tǒng)，是由鑒相器（相器（PD），壓控蕩器（），壓控蕩器（VCO）和低通濾）和低通濾波器（波器（LPF）三個(gè)基本電路組成）三個(gè)基本電路組成 VV V V V V VPDLPFVCOUiUoUd = Kd (io) UF = Ud F（s） FOoUKdtd 二鑒相器（二鑒相器（PD） Ud = Kd * Kd 為鑒相靈敏度為鑒相靈敏度 三壓控振蕩器（三壓控振蕩器（VCO） （P2） o（t）= om + K0 UF（t） K0VCO控制特性曲線的斜率，

4、?？刂铺匦郧€的斜率，常稱為稱為VCO的控制靈敏度，或稱壓控靈的控制靈敏度，或稱壓控靈敏度。敏度。四、環(huán)路濾波器，這里僅討論四、環(huán)路濾波器，這里僅討論無源比例積分濾波器無源比例積分濾波器 其傳遞函數(shù)為：其傳遞函數(shù)為： 式中：1 = R1 C 2 = R2 C 1)(1)()()(212sssUsUsKiOFR1R2CUiUo 當(dāng)鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)時(shí)，當(dāng)鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)時(shí)，鑒相器鑒相器（PD）的兩輸入端一定是兩個(gè)頻率）的兩輸入端一定是兩個(gè)頻率完全一樣但有一定相位差的信號(hào)完全一樣但有一定相位差的信號(hào)。如果它們的頻率不同，則在壓控振如果它們的頻率不同，則在壓控振蕩器（蕩器（VCO）的輸入端一定會(huì)產(chǎn)

5、生）的輸入端一定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)使壓控振蕩器的振蕩一個(gè)控制信號(hào)使壓控振蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化，最終使鑒相器（頻率發(fā)生變化，最終使鑒相器（PD）的兩輸入信號(hào)（一個(gè)是鎖相環(huán)的輸?shù)膬奢斎胄盘?hào)（一個(gè)是鎖相環(huán)的輸入信號(hào)入信號(hào)Vi, 一個(gè)是壓控振蕩器的輸出一個(gè)是壓控振蕩器的輸出信號(hào)信號(hào)Vo）的頻率完全一樣，則環(huán)路）的頻率完全一樣，則環(huán)路系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。五、系統(tǒng)的固有頻率五、系統(tǒng)的固有頻率n和阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù) 的物理意義的物理意義 （P3） 一個(gè)串聯(lián)電路，當(dāng)輸入端加一一個(gè)串聯(lián)電路，當(dāng)輸入端加一個(gè)階躍電壓時(shí)，輸出端電壓變化有三個(gè)階躍電壓時(shí)，輸出端電壓變化有三種可能種可能RCLViVo欠

6、阻尼過阻尼臨界阻尼t(yī)Vo當(dāng)鎖相環(huán)的輸入信號(hào)的相位有一個(gè)當(dāng)鎖相環(huán)的輸入信號(hào)的相位有一個(gè)階躍跳變時(shí)，輸出信號(hào)相位的變化階躍跳變時(shí)，輸出信號(hào)相位的變化也有三種情況也有三種情況欠 阻 尼過 阻 尼臨 界 阻 尼t(yī)QoViVon、就是指欠阻尼振蕩時(shí)的就是指欠阻尼振蕩時(shí)的振蕩頻率和和阻尼系數(shù)振蕩頻率和和阻尼系數(shù)六、鎖相環(huán)的同步和捕捉六、鎖相環(huán)的同步和捕捉 同步狀態(tài)：鎖相環(huán)的輸出頻率（或同步狀態(tài)：鎖相環(huán)的輸出頻率（或VCO的頻率）的頻率）o能跟蹤輸入頻率能跟蹤輸入頻率i的工作狀態(tài)，稱為同步狀態(tài)（或的工作狀態(tài)，稱為同步狀態(tài)（或鎖定狀態(tài)），在同步狀態(tài)下，始終鎖定狀態(tài)），在同步狀態(tài)下，始終有有o = i。這時(shí)如果

7、用示波器觀。這時(shí)如果用示波器觀察察Vi與與Vo,即使單路觸發(fā)，兩個(gè)波即使單路觸發(fā)，兩個(gè)波形都是清晰穩(wěn)定的。形都是清晰穩(wěn)定的。 同步帶同步帶：在鎖相環(huán)保持同步的：在鎖相環(huán)保持同步的條件下，輸入頻率條件下，輸入頻率i的最大變的最大變化范圍，稱為同步帶寬，用化范圍，稱為同步帶寬，用 H 表示。超出此范圍，環(huán)路表示。超出此范圍，環(huán)路則失鎖。則失鎖。ViVo捕捉帶捕捉帶 失鎖時(shí)，失鎖時(shí)，o i，如果從兩個(gè)方向，如果從兩個(gè)方向設(shè)法改變?cè)O(shè)法改變i，使，使i向向o靠攏，進(jìn)靠攏，進(jìn)而使而使 o =（io） ，當(dāng)，當(dāng) o小到某一數(shù)值時(shí)，環(huán)路則從失鎖進(jìn)小到某一數(shù)值時(shí)，環(huán)路則從失鎖進(jìn)入鎖定狀態(tài)。這個(gè)使入鎖定狀態(tài)。這個(gè)

8、使PLL經(jīng)過頻率經(jīng)過頻率牽引最終導(dǎo)致入鎖的頻率范圍稱為牽引最終導(dǎo)致入鎖的頻率范圍稱為捕捉帶捕捉帶 p。同步帶同步帶 H，捕捉帶，捕捉帶 p 和和VCO 中中心頻率心頻率o的的 關(guān)系關(guān)系 0604060406560656V V V V 0656PH-o實(shí)驗(yàn)原理及步驟實(shí)驗(yàn)原理及步驟 P（4） CD4046原理圖原理圖 A1PD1PD2VCOA2+-14346711125816213910151UiVCC4046實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)一、PLL參數(shù)測試（參數(shù)測試（P5） 一、壓控靈敏度一、壓控靈敏度KO的測量的測量123456789101112131415169V9V10K1M1n1K10K4046數(shù) 字 電

9、 壓 表頻 率 計(jì)二、鑒相靈敏度二、鑒相靈敏度Kd的測量。的測量。V V V VPD1LPF324VCO+12V-5V100K100K100K+12V-5VR1R2R3UiUoRw4046A4046B信號(hào)源三、環(huán)路開環(huán)增益（三、環(huán)路開環(huán)增益（KH）的測量）的測量 當(dāng)鑒相器比較兩同相信號(hào)時(shí)，當(dāng)鑒相器比較兩同相信號(hào)時(shí)，UF = 0，VC0振蕩于振蕩于fmin; 當(dāng)鑒相器比較兩反相信號(hào)時(shí)，當(dāng)鑒相器比較兩反相信號(hào)時(shí)，UF = VDD，VCO振蕩于振蕩于fmax 在理想情況下在理想情況下 KH = 2(fmax - fmin) V V VPD1LPFVCOUi1Ui2Uo同步帶的測量同步帶的測量 調(diào)信號(hào)

10、源（圖調(diào)信號(hào)源（圖11）頻率約為）頻率約為的中心頻率。示波器分別測的中心頻率。示波器分別測Ui和和Uo，并以并以Ui作為示波器的觸發(fā)同步信號(hào)，作為示波器的觸發(fā)同步信號(hào)，頻率計(jì)測頻率計(jì)測Ui，這時(shí)示波器可顯示兩個(gè)，這時(shí)示波器可顯示兩個(gè)穩(wěn)定的波形，即穩(wěn)定的波形，即Ui和和Uo是鎖定的。在是鎖定的。在一定范圍內(nèi)緩慢改變信號(hào)源頻率，可一定范圍內(nèi)緩慢改變信號(hào)源頻率，可看到兩個(gè)波形的頻率同時(shí)變化，且都看到兩個(gè)波形的頻率同時(shí)變化，且都保持穩(wěn)定清晰，這就是跟蹤。保持穩(wěn)定清晰，這就是跟蹤。 但當(dāng)信號(hào)源頻率遠(yuǎn)大于（高端）或遠(yuǎn)小于但當(dāng)信號(hào)源頻率遠(yuǎn)大于（高端）或遠(yuǎn)小于（低端）的中心頻率時(shí)，（低端）的中心頻率時(shí)，Ui波

11、波形還保持穩(wěn)定清晰，但形還保持穩(wěn)定清晰，但Uo不能保持穩(wěn)定清不能保持穩(wěn)定清晰，這就是失鎖。記下剛出現(xiàn)失鎖時(shí)的晰，這就是失鎖。記下剛出現(xiàn)失鎖時(shí)的Ui頻率即高端頻率頻率即高端頻率fHH和低端頻率和低端頻率fHL，則同步，則同步帶帶fHfHHfHL。由于我們用的是。由于我們用的是PD1，是異或門相鑒器，當(dāng)，是異或門相鑒器，當(dāng)Ui和和Uo為分?jǐn)?shù)為分?jǐn)?shù)倍數(shù)關(guān)系時(shí)，也可能出現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)定的波形，倍數(shù)關(guān)系時(shí)，也可能出現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)定的波形，這種情況應(yīng)認(rèn)為是這種情況應(yīng)認(rèn)為是“失鎖失鎖”。只有出現(xiàn)兩。只有出現(xiàn)兩個(gè)同頻的穩(wěn)定波形時(shí)才認(rèn)為是個(gè)同頻的穩(wěn)定波形時(shí)才認(rèn)為是“鎖定鎖定 捕捉帶的測量捕捉帶的測量 環(huán)路失鎖后，緩慢改變信

12、號(hào)源頻率，環(huán)路失鎖后，緩慢改變信號(hào)源頻率， 從高端或低端向的中心從高端或低端向的中心頻率靠近，當(dāng)信號(hào)源頻率分別為頻率靠近，當(dāng)信號(hào)源頻率分別為fH和和fL時(shí)，環(huán)路又鎖定。則環(huán)路捕時(shí)，環(huán)路又鎖定。則環(huán)路捕捉帶捉帶fPfPHfPL。ffPHfHHfPLfHLfon、的測量的測量 P（8）9V9V9V9VUi100u10K10K1M100K100K5104n7Uf100K100K10K1n1n4046B4046A12345678910111213141516161514131211109876543219VW 110KW 210KA1A2TUiUF 當(dāng)信號(hào)源的頻率突然改變當(dāng)信號(hào)源的頻率突然改變時(shí)（即對(duì)

13、應(yīng)時(shí)（即對(duì)應(yīng)Uj方波的前后方波的前后沿），沿），UF都產(chǎn)生一次阻尼都產(chǎn)生一次阻尼振蕩。從阻尼振蕩波形可振蕩。從阻尼振蕩波形可測出測出A1、A2、T，并由，并由 A1、A2、T求出求出PLL的的n 和和n、的實(shí)際測量波形的實(shí)際測量波形A1A2基 線T)ln()ln(21221AAAA2212111nT實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)二、PLL應(yīng)用實(shí)驗(yàn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)P（9）V V V V V VPDLPFVCO1/NUiUo 當(dāng)當(dāng)PLL處于鎖定狀處于鎖定狀態(tài)時(shí)，態(tài)時(shí)，PD兩個(gè)輸入兩個(gè)輸入信號(hào)的頻率一定精信號(hào)的頻率一定精確相等確相等, 所以可得：所以可得： f0 = N *fi fi為晶振標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為晶振標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 通過改變分頻

14、比通過改變分頻比N，便可獲得同樣精度便可獲得同樣精度的不同頻率信號(hào)輸?shù)牟煌l率信號(hào)輸出出 一、PLL頻率合成器實(shí)驗(yàn)頻率合成器實(shí)驗(yàn) 1）1KHZ標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源用用CMOS與非門和與非門和4M晶體組成晶體組成 4MHz振振蕩器。圖中蕩器。圖中Rf 使使F1工作于線性放大工作于線性放大區(qū)。晶體的等效電區(qū)。晶體的等效電感，感，C1、C2構(gòu)成構(gòu)成諧振回路。諧振回路。C1 、C2可利用器件的可利用器件的分布電容不另接。分布電容不另接。F1、F2、F3使用使用CD4069。 V4MHZF3F2F11MRf4MC1C2測量測量 CD4518時(shí)序圖時(shí)序圖 根據(jù)講義后面的根據(jù)講義后面的CD4518管腳圖管腳

15、圖 ,測量并畫測量并畫出出Q1，Q2、Q3、Q4及及 CP之間的相位關(guān)之間的相位關(guān)系圖系圖 (時(shí)序圖時(shí)序圖)(BCD碼計(jì)數(shù)器碼計(jì)數(shù)器) 123456789100Q1Q2Q3Q4CP4000分頻器制作分頻器制作 根據(jù)上面測出的根據(jù)上面測出的4518的波形圖，的波形圖，用二片用二片CD4518（共（共4個(gè)計(jì)數(shù)器）個(gè)計(jì)數(shù)器）組成一個(gè)組成一個(gè)4000分頻器，也就是一分頻器，也就是一個(gè)四分頻器，三個(gè)十分頻器個(gè)四分頻器，三個(gè)十分頻器 。 2）用一片）用一片CD4017作分頻器組成作分頻器組成2-9KHZ頻率合成器頻率合成器 （P10） 4017（十進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器）功能測試（十進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器）功能測試 12

16、3456789100CP01229KHZ頻率合成器頻率合成器 V V VVVX1X2X3X4X5X6X7X8X9247 105169 1115RESET148131431167584161393161KHz404640179V9VUo100K10K47n1n100K晶振3）撥盤開關(guān)式）撥盤開關(guān)式1999KHZ頻率合成器頻率合成器 （P10） 單片單片4522分頻器分頻器 123456789101112131415169V9VCP4218A9V4522100K100K100K100K撥盤開關(guān)用三片用三片4522組成組成1999HHZ頻率頻率合成器合成器 （P11）VV V V1312102 14

17、 1156431 1681248A百位4522VDDVDDVDDVDD4522十位A84218161346511142101213VDDVDD4522個(gè)位A842181613465111421012134X100K4X100K4X100K1KHzPD2VCO1431394671158164046100K10K47nOUTVDD10K51P晶振4）健盤置數(shù)式）健盤置數(shù)式1999KHZ頻率合頻率合成器成器 （P12） 就是用數(shù)字健盤以及一些數(shù)字就是用數(shù)字健盤以及一些數(shù)字IC替代撥盤替代撥盤開關(guān)組成開關(guān)組成1999KHZ頻率合成器。最終頻率合成器。最終應(yīng)做到：當(dāng)順序按鍵盤的任意三個(gè)?。ㄈ鐟?yīng)做到：當(dāng)順

18、序按鍵盤的任意三個(gè)?。ㄈ?.9.2）時(shí)，則輸出信號(hào)的頻率就為）時(shí)，則輸出信號(hào)的頻率就為592KHz。置數(shù)部分的框圖如圖置數(shù)部分的框圖如圖 V V V去4522置數(shù)端號(hào)碼脈沖及開門脈沖形成電路控制、引導(dǎo)電路計(jì)數(shù)、置數(shù)電路號(hào)碼脈沖發(fā)生器號(hào)碼脈沖發(fā)生器 根據(jù)根據(jù)HM9102D資料，請(qǐng)用資料，請(qǐng)用HM9102D自己自己設(shè)計(jì)一個(gè)號(hào)碼脈沖發(fā)生器，要求：設(shè)計(jì)一個(gè)號(hào)碼脈沖發(fā)生器，要求： 1) VDD = 5V； 2) 斷續(xù)比為斷續(xù)比為1.5 ：1 3) 號(hào)碼脈沖輸出幅度為號(hào)碼脈沖輸出幅度為0到到9V（注意：（注意：DP輸出端是輸出端是OC電路，上拉電阻取電路，上拉電阻取100K。另。另外，為安全起見，輸出和負(fù)

19、載之間應(yīng)串一外，為安全起見，輸出和負(fù)載之間應(yīng)串一個(gè)個(gè)10K電阻電阻 )開門脈沖和記數(shù)脈沖發(fā)生器開門脈沖和記數(shù)脈沖發(fā)生器 為了使后面的控制引導(dǎo)電路能正常工作，為了使后面的控制引導(dǎo)電路能正常工作，還需一種開門脈沖。也就是每按一次鍵，還需一種開門脈沖。也就是每按一次鍵，即每輸出一列脈沖（不管這一列含有幾個(gè)即每輸出一列脈沖（不管這一列含有幾個(gè)號(hào)碼脈沖）就要產(chǎn)生一個(gè)開門脈沖。同時(shí)號(hào)碼脈沖）就要產(chǎn)生一個(gè)開門脈沖。同時(shí)為了使后面的記數(shù)電路能正確記數(shù)，還應(yīng)為了使后面的記數(shù)電路能正確記數(shù)，還應(yīng)保證保證“先開門后送計(jì)數(shù)脈沖先開門后送計(jì)數(shù)脈沖”。也就是要。也就是要求開門脈沖要比送到計(jì)數(shù)器的號(hào)碼脈沖超求開門脈沖要比送

20、到計(jì)數(shù)器的號(hào)碼脈沖超前一點(diǎn)。所以開門脈沖和號(hào)碼脈沖的時(shí)間前一點(diǎn)。所以開門脈沖和號(hào)碼脈沖的時(shí)間關(guān)系應(yīng)如圖關(guān)系應(yīng)如圖 開門脈沖和號(hào)碼脈沖開門脈沖和號(hào)碼脈沖 V V VVTTHM9102D輸出，作單穩(wěn)的CP 單穩(wěn)2輸出，開門脈沖 單穩(wěn)1輸出，號(hào)碼脈沖V V V V91024098單穩(wěn)1單穩(wěn)2控制引導(dǎo)電路及計(jì)數(shù)、置數(shù)電路控制引導(dǎo)電路及計(jì)數(shù)、置數(shù)電路 V V V V V V V V V V V V V V V V V40174011451845184518TO 4522TO 4522TO 4522100KRRRCPCPCPCP號(hào) 碼 脈 沖開 門 脈 沖PLL調(diào)頻（調(diào)頻（FM）解調(diào)）解調(diào) （P15）16

21、151413121110987654321161514131211109876543214046B4046A9V9V9V10K10K1M10K1n1n47n10u100uUiUo1M10K5K110K510P51P100K9V-9V鎖相式雙音多頻信號(hào)（鎖相式雙音多頻信號(hào)（DTMF）解碼器）解碼器 雙音多頻信號(hào)（雙音多頻信號(hào)（DTMF） P（16） 低頻群低頻群L（Hz） 高頻群高頻群H(Hz)120913361477697123770456852789941*0#每個(gè)按紐各由每個(gè)按紐各由H和和L中的一個(gè)頻率組成中的一個(gè)頻率組成 鎖相式雙音多頻信號(hào)（鎖相式雙音多頻信號(hào)（DTMF）解）解碼器碼器

22、用用5087構(gòu)成雙音多頻信號(hào)（構(gòu)成雙音多頻信號(hào)（DTMF）發(fā)生）發(fā)生器器 （P17）V345141312111234567890*#COL1COL2COL3ROW1ROW2ROW3ROW4781661VDD(5V)3.58MHz5K11KDTMF5087用用LM567進(jìn)行單一頻率檢測電路進(jìn)行單一頻率檢測電路（P18） 如如567的中心頻率的中心頻率(由由5,6腳外圍的腳外圍的R,C決定決定)為為fo , 當(dāng)當(dāng)Vin中包含有中包含有fo成分時(shí)，則成分時(shí)，則8腳輸出腳輸出低電平，否則高電平低電平，否則高電平 。 356218475V5VVin1035K110K1041u10u10K5671組組DT

23、MF信號(hào)解碼器（信號(hào)解碼器（P18） 240011209Hz697HzDTMFOUT5V+356218475V5VVin1035K110K1041u10u10K56756710K10u1u10410K10K103Vin5V5V74812653當(dāng)輸入信號(hào)同時(shí)包含兩個(gè)頻率當(dāng)輸入信號(hào)同時(shí)包含兩個(gè)頻率(697,1209)時(shí)，時(shí)，可輸出或邏輯可輸出或邏輯“0”。 6組組DTMF信號(hào)信號(hào)解碼器（解碼器（P19） （如用（如用7個(gè)個(gè)LM567和和12個(gè)或非門則個(gè)或非門則可解調(diào)可解調(diào)12組組DTMF信號(hào)。）信號(hào)。） 356218475V5V10310K10K1041u10u10K69777010K10u1u1

24、0410K10K1035V5V74812653120910K10u1u10410K5K11035V5V74812653133610K10u1u10410K5K11035V5V74812653147710K10u1u10410K5K11035V5V74812653+123456DTMFPLL 數(shù)字調(diào)諧實(shí)驗(yàn)（數(shù)字調(diào)諧實(shí)驗(yàn)（P20） 現(xiàn)代的接收機(jī)（如電視機(jī)、收現(xiàn)代的接收機(jī)（如電視機(jī)、收音機(jī)）大多采用超外差接收方音機(jī)）大多采用超外差接收方式。如要接收的信號(hào)的載波頻式。如要接收的信號(hào)的載波頻率為率為fC，則接收機(jī)要產(chǎn)生一個(gè)，則接收機(jī)要產(chǎn)生一個(gè)本振信號(hào)，其頻率本振信號(hào)，其頻率fL=fC+fI，其，其中中f

25、I為中頻。為中頻。 在模擬調(diào)諧方式中，本振信在模擬調(diào)諧方式中，本振信號(hào)一般是由號(hào)一般是由LC振蕩回路產(chǎn)生振蕩回路產(chǎn)生的。調(diào)諧（調(diào)臺(tái)）時(shí)，一般的。調(diào)諧（調(diào)臺(tái)）時(shí)，一般是用改變是用改變LC振蕩回路中電容振蕩回路中電容的容量（如改變變?nèi)荻O管的容量（如改變變?nèi)荻O管的反向偏壓），來改變本振的反向偏壓），來改變本振信號(hào)的頻率，從而達(dá)到選臺(tái)信號(hào)的頻率，從而達(dá)到選臺(tái)的目的的目的 在數(shù)字調(diào)諧在數(shù)字調(diào)諧(頻率合成頻率合成)方式中，方式中，本振信號(hào)則是用鎖相環(huán)的方法本振信號(hào)則是用鎖相環(huán)的方法來產(chǎn)生。即由晶振電路產(chǎn)生頻來產(chǎn)生。即由晶振電路產(chǎn)生頻率高穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再用鎖率高穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再用鎖相環(huán)倍頻的方法產(chǎn)生

26、本振信號(hào)，相環(huán)倍頻的方法產(chǎn)生本振信號(hào)，通過改變鎖相環(huán)反饋回路分頻通過改變鎖相環(huán)反饋回路分頻比的方法來改變本振信號(hào)頻率比的方法來改變本振信號(hào)頻率， 就象前面實(shí)驗(yàn)中用一片就象前面實(shí)驗(yàn)中用一片4046和三片和三片4522以及以及1KHz標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)就可獲得信號(hào)就可獲得1999KHz信信號(hào)一樣。要獲得某一準(zhǔn)確的號(hào)一樣。要獲得某一準(zhǔn)確的本振頻率，只要在本振頻率，只要在4522的置的置數(shù)端置入相應(yīng)的數(shù)值（數(shù)端置入相應(yīng)的數(shù)值（BCD碼）即可。碼）即可。 所以數(shù)字調(diào)諧的關(guān)鍵就是解決如何所以數(shù)字調(diào)諧的關(guān)鍵就是解決如何置數(shù)的問題。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們是置數(shù)的問題。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們是用鍵盤通過用鍵盤通過DTMF編解碼的

27、方法來編解碼的方法來置數(shù)。最終應(yīng)做到：如要接收某一置數(shù)。最終應(yīng)做到：如要接收某一載波信號(hào)（如載波信號(hào)（如fC=345KHz）,則只則只要在鍵盤上按該載波的數(shù)值（即要在鍵盤上按該載波的數(shù)值（即3，4，5三個(gè)鍵），就可得到三個(gè)鍵），就可得到fL=fC+fI=345+455=800 KHz的本的本振信號(hào)。（這里中頻振信號(hào)。（這里中頻fI為為455 KHz）。）。 最后信號(hào)發(fā)生器輸出的載波最后信號(hào)發(fā)生器輸出的載波信號(hào)信號(hào)(345KHz正弦波正弦波)和本振和本振信號(hào)（信號(hào)（4046的的4腳輸出的腳輸出的800 KHz方波）經(jīng)混頻濾波后應(yīng)方波）經(jīng)混頻濾波后應(yīng)得到得到455 KHz的中頻信號(hào)的中頻信號(hào)（用示

28、波器觀察）。（用示波器觀察）。置數(shù)電路方框圖置數(shù)電路方框圖 V V V V V V V V V V V V V V V V V V50878870401774LS1754560456074LS175456074LS175DTMFBCDDoDQADDQQAABBBSSSTO 4522TO 4522TO 4522CPCPCPY1Y2Y3CIDCPDTMF 編 碼DTMF 解 碼位選擇個(gè) 位 鎖 存十 位 鎖 存百 位 鎖 存 加 法 器（個(gè)位） 加 法 器（十 位） 加 法 器（百位）CoCICICo 鍵盤和鍵盤和5087（或（或HM9102D）組成）組成DTMF編碼電路。編碼電路。 MT8870

29、是是DTMF解碼電路。當(dāng)輸解碼電路。當(dāng)輸入某個(gè)入某個(gè)DTMF編碼信號(hào)（即按鍵盤編碼信號(hào)（即按鍵盤的某個(gè)鍵）時(shí)，的某個(gè)鍵）時(shí)，8870的數(shù)據(jù)輸出的數(shù)據(jù)輸出端端D01-D04就輸出相應(yīng)的二進(jìn)碼，就輸出相應(yīng)的二進(jìn)碼，同時(shí)其同時(shí)其15腳（腳（CID）輸出高電平。）輸出高電平。即每按一次鍵，即每按一次鍵，CID就輸出一個(gè)正就輸出一個(gè)正脈沖可作為百、十、個(gè)位選擇電路脈沖可作為百、十、個(gè)位選擇電路的的CP信號(hào)。信號(hào)。 4017為百、十、個(gè)位選擇電為百、十、個(gè)位選擇電路，作用是按第一次鍵時(shí)，路，作用是按第一次鍵時(shí)，8870的的D01-D04輸出的輸出的BCD碼應(yīng)鎖存到碼應(yīng)鎖存到“百百”位的鎖存位的鎖存器，二、

30、三次則分別為器，二、三次則分別為“十十”、“個(gè)個(gè)”位。位。 三片三片74LS175（或（或CD40175）分別為）分別為“百百”、“十十”、“個(gè)個(gè)”位鎖存器。每片位鎖存器。每片74LS175含有含有4個(gè)個(gè)D觸發(fā)器（觸發(fā)器（D1D4），分），分別對(duì)應(yīng)別對(duì)應(yīng)BCD碼的碼的1，2，4，8位。三片的位。三片的D1端應(yīng)都接到端應(yīng)都接到MT 8870的的D01輸出端，輸出端，D2、D3、D4也類似。也類似。4017的的“1”、“2”、“3”輸出端（即輸出端（即2、4、7腳）的輸出信號(hào)分別作腳）的輸出信號(hào)分別作為三片為三片74LS175的的CP信號(hào)。這樣，當(dāng)對(duì)信號(hào)。這樣，當(dāng)對(duì)4017清零后，清零后，8870

31、再順序輸出三個(gè)數(shù)字再順序輸出三個(gè)數(shù)字（如：（如：3，4，5），則相應(yīng)的二進(jìn)碼（），則相應(yīng)的二進(jìn)碼（0011，0100，0101）就鎖存在三片）就鎖存在三片74LS175的輸?shù)妮敵龆?。出端?三片三片74LS175的輸出信號(hào)（如：的輸出信號(hào)（如：3，4，5）輸入到加法器（三片輸入到加法器（三片4560）A輸入端，和輸入端，和固定中頻數(shù)值固定中頻數(shù)值455（由（由B輸入端輸入）相加輸入端輸入）相加后的和的數(shù)值（如：后的和的數(shù)值（如：8，0，0）就作為）就作為4522的置數(shù)信號(hào)。即這時(shí)鎖相環(huán)輸出的是的置數(shù)信號(hào)。即這時(shí)鎖相環(huán)輸出的是800KHz的方波，作為本振信號(hào)。的方波，作為本振信號(hào)。 根據(jù)上述工作

32、原理、方框圖以根據(jù)上述工作原理、方框圖以及附錄及附錄1，自己設(shè)計(jì)、搭接具體自己設(shè)計(jì)、搭接具體電路電路。要求當(dāng)信號(hào)發(fā)生器輸出。要求當(dāng)信號(hào)發(fā)生器輸出123KHz的正弦波（即的正弦波（即Us）時(shí)，）時(shí)，如順序按如順序按“1”、“2”、“3”三三鍵，則用示波器可看到鍵，則用示波器可看到455KHz的中頻信號(hào)的中頻信號(hào)UI，而且要求，而且要求“上上電清零電清零”?；祛l電路（混頻電路（MC1496）（）（P21） 輸入信號(hào)輸入信號(hào)Us的幅度為的幅度為15mV ,本振信號(hào)本振信號(hào)UL為為TTL電平。電平。 IUSULU-5V+5V10310351p1433K5K110K5151123456810121K1K5110KMC1496455KHzLCW混頻電路（混頻電路（MC1496）調(diào)試步驟）調(diào)試步驟(1)455KHz諧振回路調(diào)整諧振回路調(diào)整Us開路，電位器開路，電位器W旋到任一極端位置，示旋到任一極端位置，示波器探頭（波器探頭（X10檔）測檔）測1496（12）腳，）腳，UL為為200mVp-p的的455KHz附近的正弦信附近的正弦信號(hào)，微調(diào)號(hào)，微調(diào)UL的頻率，觀察的頻率，觀察LC回路的選頻回路的選頻作用，其中心頻率應(yīng)為作用，其中心頻率應(yīng)為455K