北理工电子课设通信电路——锁相频率合成器的设计
一、设计任务和主要技术指标
利用数字锁相环CD4046设计制作频率合成器，主要技术指标为：
1．输出频率范围：300 kHz～700kHz，频率步进间隔25kHz；
2．在频率转换25 kHz步进间隔时，要求频率转换时间小于5ms；
二、设计方案选择
锁相频率合成器是基于锁相环路的同步原理，从一个高准确度、高稳定度的参考晶体振荡器，合成许多离散频率。即将某一基准频率经过锁相环(PLL)的作用，产生需要的频率。
晶体振荡器的频率fi经M固定分频后得到步进参考频率fREF，fREF信号作为鉴相器的基准与N分频器的输出进行比较，鉴相器的输出Ud正比于两路输入信号的相位差，Ud经环路滤波器得到一个平均电压Uc，Uc控制压控振荡器(VCO)频率f0的变化，使鉴相器的两路输入信号相位差不断减小，直到鉴相器的输出为零或为某一直流电平，这时称为锁定。锁定后的频率为fi /M = f0 /N = fREF即f0 =（N/M）fi = N fREF。当预置分频数N变化时，输出信号频率f0跟随着发生变化。
三、电路原理与设计
1.晶体振荡器
2.5MHz振荡电路原理图和参数设计如下：
2.分频器
分频器电路原理图和参数设计如下：
置数
10011100 => 25kHz
11110100 =>300kHz
11101100 =>500kHz
11100100 =>700kHz
3.CD4046锁相环
CD4046锁相环电路原理图和参数设计如下：
四、测量结果及分析
1.CD4046承载频率与输入电压的线性关系：
大致呈线性分布
|
电压(V) |
频率(kHz) |
|
0 |
303.40 |
|
1 |
420.30 |
|
2 |
716.33 |
|
3 |
974.81 |
|
4 |
1160.00 |
|
5 |
1510.00 |
2.N分频置数频率转换时间
Tc = 4.3 ms（验收时为3.9ms左右）
3.紫色为相应频率的波形。
2.5Mhz方波（晶体振荡器产生）
300kHz波形：
500kHz波形
700kHz波形
五、总体电路图
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