微波锁相振荡器的设计

实验八微波锁相振荡器的设计及其测试
一、实验目的
1.了解微波锁相振荡器的基本原理与设计方法，加深对基本锁相环工作原理的理解。

2.熟悉微波锁相环数字频率合成器的电路组成与工作原理，测量以了解微波锁相振荡器的特性。

3.学会使用微波软件对射频微波锁相振荡器的设计和仿真，并分析结果。

二、预习内容
1．熟悉振荡器的原理等理论知识。

2．熟悉锁相振荡器设计的相关理论知识。

三、实验设备
四、理论分析
一个微波锁相环路框图可分为四大部分：压控振荡器、前置分频器、前置单模分频器、环路滤波器。

如图8-1所示。

图8-1微波锁相环路框图
MC145152-2大规模集成前置双模分频器
大规模集成前置双模分频器MC145152-2是一种并行码输入PLL频率合成器.该器件通过16 位并行码给N和A计数器编程,3位并行码给R计数器编程.电路包括参考振荡器，
÷计数器和6位可编程分频器有八种选择的参考分频器，双端输出鉴相器，10位可编程N
A
÷计数器。

该器件的特点是：
双模并行码
8个除R选择：8，64，128，256，512，1024，1160，2048
÷范围：0～63
÷范围：3～1023；A
N
输入端：
（1）
f频率输入端（1端）
in
（2）RA0，RA1，RA2参考地址码输入端（4、5、6端）
（3）N0～N9 N 计数器编程输入端（11～20）
（4）A0～A5 A 计数器编程输入端（23、21、22、24、25、10）
A ÷计数器的预置决定了/(1)P P ÷+双模前置分频器(1)P ÷+的次数，ADE 输入端
全部内接上拉电阻，以确保输入端在开路时处于逻辑1 状态。

输出端MC 双模前置分频器控制输出端（9端） MC145151-2大规模集成锁相环 可采用片中或片外的参考振荡器 锁定指示信号
可得到N ÷计数器输出信号 单模并行码编程
8个除R 选择：8，128，256，512，1024，2048，2410，8192 N ÷范围：3～16383；
两个误差信号共选择：单端口（三态）或双端口输出
（1）in f 频率输入端（1端）
频率合成器N ÷计数器的输入端。

in f 一般来自环路VCO ，以交流耦合输入该器件，信号幅度达到标准CMOS 逻辑电平，也可用直流。

（2）RA0，RA1，RA2参考地址码输入端（5、6、7端）
（3）N0～N13 N 计数器编程输入端（11～20、22～25）
（4）A0～A5 A 计数器编程输入端（23、21、22、24、25、10）
N ÷计数器计数到零时，这些输入端就把编程数据预置到N 计数器，其中N0是最低有效位。

（5）,in out OSC OSC 参考振荡器输入／输出端（27、26）
（6）T/R 收发附加偏移输入端（21端）
五、实验内容
1、 测量输入参考信号的波形，确定参考分频比。

2、 测量MC145151DE in f 频率输入端（1端）的波形。

3、用频谱仪测量在不同偏离载波时输出信号的相位噪声以及谐波电平值。

微波输出频率0256/r f Nf R =
4、 中
0f 为微波输出频率，N 为程序分频比，r f 为参考频率，R 为参考分频比。

5、 在本实验中 N=5、16.384MHz r f =、R ＝8
6、 0256/160152400r f Nf R MHz ==⨯=
六、实验步骤及注意事项
测量输出频率、输出功率、杂散抑制、带内相位噪声谱密度
七、实验报告要求
画出电路框图及电原理图，根据试验内容，画出相应的波形。