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基本組成和鎖相環電路1、頻率合成器電路頻率合成器組成:頻率合成器電路為本機收發電路的頻率源,產生接收第一本機信號源和發射電路的發射信號源,發射信號源主要由鎖相環和VCO電路直接產生。如圖 3-4所示。在現在的移動通信終端中,用于射頻前端上下變頻的本振源(LO),在射頻電路中起著非常重要的作用。本振源通常是由鎖相環電路(Phase-Locked Loop)來實現。2.鎖相環:它廣泛應用于廣播通信、頻率合成、自動控制及時鐘同步等技術領域 3.鎖相環基本原理:鎖相環包含三個主要的部分:鑒相器(或相位比較器,記為PD或PC):是完成相位比較的單元,用來比較輸入信號和基準信號的之間的相位.它的輸出電壓正比于兩個輸入信號之相位差.低通濾波器(LPF):是個線性電路,其作用是濾除鑒相器輸出電壓中的高頻分量,起平滑濾波的作用.通常由電阻、電容或電感等組成,有時也包含運算放大器。壓控振蕩器(VCO):振蕩頻率受控制電壓控制的振蕩器,而振蕩頻率與控制電壓之間成線性關系。在PLL中,壓控振蕩器實際上是把控制電壓轉換為相位。1、壓控振蕩器的輸出經過采集并分頻;2、和基準信號同時輸入鑒相器;3、鑒相器通過比較上述兩個信號的頻率差,然后輸出一個直流脈沖電壓;4、控制VCO,使它的頻率改變;5、這樣經過一個很短的時間,VCO 的輸出就會穩定于某一期望值。鎖相環電路是一種相位負反饋系統。一個完整的鎖相環電路是由晶振、鑒相器、R分頻器、N分頻器、壓控振蕩器(VCO)、低通濾波器(LFP)構成,并留有數據控制接口。鎖相環電路的工作原理是:在控制接口對R分頻器和N分頻器完成參數配置后。晶振產生的參考頻率(Fref)經R分頻后輸入到鑒相器,同時VCO的輸出頻率(Fout)也經N分頻后輸入到鑒相器,鑒相器對這兩個信號進行相位比較,將比較的相位差以電壓或電流的方式輸出,并通過LFP濾波,加到VCO的調制端,從而控制VCO的輸出頻率,使鑒相器兩輸入端的輸入頻率相等。鎖相環電路的計算公式見公式:Fout=(N/R)Fref由公式可見,只要合理設置數值N和R,就可以通過鎖相環電路產生所需要的高頻信號。4.鎖相環芯片鎖相環的基準頻率為13MHz,通過內部固定數字頻率分頻器生成5KHz或6.25KHz的參考頻率。VCO振蕩頻率通過IC1 內部的可編程分頻器分頻后,與基準頻率進行相位比較,產生誤差控制信號,去控制VCO,改變VCO的振蕩頻率,從而使VCO輸出的頻率滿足要求。如圖3-5所示。N=FVCO/FR N:分頻次數 FVCO:VCO振蕩頻率FR:參考頻率失鎖檢測器:如果鎖相環失鎖,IC1第14腳送出一個低電平信號,CPU第40腳PLL/LD接收到失鎖信號后,關閉發射通道,發射機停止工作。如圖3-6所示。如果IC1的LD管腳上出現低電平,則處于失鎖狀態,從D10,R50獲得直流電壓,且C63產生的提供給微處理器(IC10)的PLL/LD管腳電壓降低。當微處理器(IC10)檢測到此情況時,不能進行發射,無視通話轉換開關輸入信號。如圖3-6所示。5、鎖相環的應用 1鎖相環在調制和解調中的應用 (1)調制和解調的概念 為了實現信息的遠距離傳輸,在發信端通常采用調制的方法對信號進行調制,收信端接收到信號后必須進行解調才能恢復原信號。 所謂的調制就是用攜帶信息的輸入信號ui來控制載波信號uC的參數,使載波信號的某一個參數隨輸入信號的變化而變化。載波信號的參數有幅度、頻率和位相,所以,調制有調幅(AM)、調頻(FM)和調相(PM)三種。 調幅波的特點是頻率與載波信號的頻率相等,幅度隨輸入信號幅度的變化而變化;調頻波的特點是幅度與載波信號的幅度相等,頻率隨輸入信號幅度的變化而變化;調相波的特點是幅度與載波信號的幅度相等,相位隨輸入信號幅度的變化而變化。調幅波和調頻波的示意圖如圖8-4-4所示。 上圖的(a)是輸入信號,又稱為調制信號;圖(b)是載波信號,圖(c)是調幅波和調頻波信號。 解調是調制的逆過程,它可將調制波uO還原成原信號ui。 2鎖相環在調頻和解調電路中的應用 調頻波的特點是頻率隨調制信號幅度的變化而變化。由8-4-6式可知,壓控振蕩器的振蕩頻率取決于輸入電壓的幅度。當載波信號的頻率與鎖相環的固有振蕩頻率0相等時,壓控振蕩器輸出信號的頻率將保持0不變。若壓控振蕩器的輸入信號除了有鎖相環低通濾波器輸出的信號uc外,還有調制信號ui,則壓控振蕩器輸出信號的頻率就是以0為中心,隨調制信號幅度的變化而變化的調頻波信號。由此可得調頻電路可利用鎖相環來組成,由鎖相環組成的調頻電路組成框圖如圖8-4-5所示。根據鎖相環的工作原理和調頻波的特點可得解調電路組成框圖如圖8-4-6所示3鎖相環在頻率合成電路中的應用 在現代電子技術中,為了得到高精度的振蕩頻率,通常采用石英晶體振蕩器。但石英晶體振蕩器的

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