PLL-VCO設計及製作

2020-12-23 電子產品世界

在此說明以晶體振蕩器做為基準振蕩器,將其與VCO以及PLL電路組合成為信號產生器的情形也被稱為頻率合成器。
此一PLL-VCO電路的設計規格如表l所示。振蕩頻率範圍為40M~60MHz內的10MHz寬。每一頻率階段(step)寬幅為10kHz。頻率的穩定度目標與晶體振蕩電路相近。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/188023.htm

PLL-VCO的工作原理

表一 PLL-VCO的設計規格
振蕩頻率40M-60MHz中的10MHz寬幅
頻率階段10KHz
頻率穩度與晶體振蕩器同等
振蕩波形正弦波
溫度範圍0-50
電源電壓12~15V

表1 PLL-VCO的設計規格
(根據使用目的與規格,決定振蕩頻率與頻率階段。頻率穩定度高,且可以做階段性變化。)
圖3所示的為此將製作的PLL.VC0電路之方塊圖。假設VCO電路的振蕩頻率為53.29MHz工作原理。

(利用數字設定用SW設定BCD符碼,做為頻率的設定,將晶體與VCO電路做相位比較,以達頻率穩定化。)

首先,利用晶體產生10.24MHz之振蕩。再將此做1024分頻,產生fr=10kHz的基準頻率。
另外,將VCO電路之振蕩頻率fosc利用N分頻電路做N分頻成為fo也即是,fo=fosc/N。此一分頻比N之值,是利用數字設定用SW,根據BCD (Binary Coded Decimal)符碼而設定的。
接著,利用相位比較器做fr與fo的相位比較。如果frfo時,會發生誤差檢出脈波。此再利用迴路濾波器積分成為直流電壓,以此控制VC0振蕩電路,使fr=fo。
在PLL電路成為鎖栓(Locked)狀態時,VCO的振蕩頻率應該為fosc=N x f0=N x fr
假設數字設定用SW所設定的數字為5329時,fosc成為fosc=5329×10kHz=53.29MHz
所以,只要改變數字設定用SW所設定的數字,便可以改變VCO的振蕩頻率。
因此,PLL電路為利用頻率反饋控制,使fr=fo。而且由於fr是經由晶體振蕩器的頻率分頻而得,所以,PLL的VCO所產生的頻率穩定度可以與晶體振蕩器比美。

PLL用IC MC145163P
此所使用的PLL用IC為Motorola公司的MC145l63P。圖4所示的為MC145163P的特性與端子連接圖,以及方塊圖。
此一IC內含有可以產生基準頻率fr的晶體振蕩電路與分頻電路,將VCO信號分頻用的N分頻電路,以及將fo與fr做為此較用的相位比較電路。
此一IC為28個端子DIP型。電源電壓為3~9V工作原理,工作原理頻率為30MHz(電源電壓5V),如果電源電壓成為9V時,工作原理頻率可以延伸至80MHz。因此,對於設計規格為40M~60MHz而言,不會有問題。


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