pll电路的研究及在信号产生中的应用

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1、PLL电路的研究及在信号产生中的应用ResearchofPLLelectriccircuitandapplicationinthesignal-generating摘要摘要：随着科学技术的发展，锁相环PLL是自动频率控制和自动相位控制技术的融合。鉴于苏在通讯、航海、军事等发面的广泛应用，研究锁相环电路的特性有助于了解和提高锁相环电路的性能指标，使苏在各领域得到更为广泛的应用和推广，其具有很强的实际应用价值。本设计基于数字锁相环式频率合成技术，采用AT89S52单片机完成电压控制LC振荡器的控制。可控制单片机改变频率，步进为

2、lOOKHz;可实吋测量压控振荡器输出频率、输出电压峰一峰值，并用数码管显示器显示；在输出负载为容性阻抗吋，用一个串联谐振回路提高其输出功率；采用了交流电压反馈和AGC电路来稳定输出电压；末级功放选用三极管2SC2668,使其工作在丙类放大状态，提高了放大器的效率;输出正弦波比较稳定，没有明显失真;输岀频率稳定度达到10,输出功率彡20mW;输出电压可稳定在1V±O.IV。关键词：锁相环；压控振荡器；频率测量；信号产生；单片机1引言错误!未定义书签。2點充崛33方案论证与比较43.1压控振荡器方案论证与选择43.2频率合成

3、器的设计方案论证与选择43.3控制模块的设计方案论证与选择53.4电源方案的选择54锁:概、74.1锁相环的概念74.2锁相环基本框阁74.3鉴相器的时序图84.4捕捉带与通频带95单元电路的设计105.1压控振荡器105.1.1压控振荡器MC1648115.1.2压控振荡电路设计115.1.3变容二级管与开关二级管切换电路125.2锁相环式频率合成器的设计125.2.1锁相环控制电路设计125.2.2MC145163的管脚图与内部组135.2.3MC145163P的和位比较器145.3低通滤波器155.4电源电路设计16

4、5.5电子控制单元电路（ECU）165.5.189C52单片机的管脚说明165.6频率测量显示电路206软件设计217测试结果238街仑249辦魏25附录1:系统原理图27附录2:环境参数检测程序281引言1.1一、课题研宄意义随着我们国家社会、经济的飞速发展，通信技术、数字电视、航空航天和遥控技术的不断发展，且相关领域的知识体系进一步完善与拓展，各种类型的现代化通信设备被广泛的运用，对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率数量的要求也越来越高。为了提高频率的稳定度，经常采用晶体振荡器等方法来解决，但它很难产生多

5、个频率信号。而频率合成技术，可以通过对频率进行加、减、乘、除运算，从一个高稳定度和高准确度的标准信号源，产生大量具有同样高稳定度和高准确度的不同频率。频率合成器是从一个参考频率中产生多种频率的器件。基于频率合成器的这以一特点，利用锁相式频率合成技术，可以制作高稳定度、宽频带的正弦波信号发生器。鉴于其在通讯、航海、军事等发面的广泛应用，研究锁相环电路的特性有助于了解和提高锁相环电路的性能指标，使其在各领域得到更为广泛的应用和推广，其具有很强的实际应用价值。1.2发展的概况随着科学技术的发展，锁相环PI丄是自动频率控制和自动相

6、位控制技术的融合。其原理在数学理论方面早在30年代无线电技术发展的初期就已出现。1930年己建立了同步控制理论的基础，1932年贝尔塞什(Bellescize)提出了同步检波理论，第一次公开发表了锁相环路的数学描述。用锁相环路提取相干载波来完成同步检波，早期的锁相环路采用电子管且价格昂贵，只能用在实验装置屮，在其他领域未得到广泛应用。电子技术的飞速发展促使锁相环技术的发展进程。特别是由于战争，电子技术在军事领域的重要作用，使得其技术得到显著的提高。50年代随着空间技术的发展，由杰费(Jaffe)和里希廷(Rechtin)利

7、用锁和环路作为导弹信标的跟踪滤波器获得成功，并首次发表了包含噪声效应的锁相环路线性理论分析的文章，同时解决了锁相环路最佳化设计问题。1.3系统的特点与先进性本系统具有结构简单、信号稳定可靠、性能价格比高且易于维护，其主要特点体现在：1.采用AT89S52单片机完成电压控制LC振荡器的控制，实时测量并显示压控振荡器输出频率及输出电压峰一峰值精度优于10%；2.用数码管显示器，具有实时显示环境；3.输出频率范围：15MHz〜45MHz;4.输出频率稳定度：优于103;5输出电压峰-峰值：Vp-p=lV±0.IV;6采用锁相环提

8、高输出频率稳定度，输出频率步进间隔为100kHz；7频率步长(step)10kHzo本设计利用锁相环技术产生一个失真度小、输出频率稳定，整个课题的设计需耍用到锁相环电路、MC145163芯片、AT89S52单片机、A/D转换器、放大器、LED数码管显示电路等部分的研宄与设计。根据课题设计要求可知该系统需