集成电路锁相环设计报告
锁相环实验报告
锁相环实验报告引言在电子、通信和控制系统中，锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）是一种广泛应用的反馈控制系统，用于提供稳定的频率和相位锁定。
本实验旨在探究锁相环的原理、结构和性能，并通过实际实验验证其工作原理。
锁相环原理锁相环是一种负反馈控制系统，通常由相频控振荡器（VCO）、相锁环比较器、波形整形电路和滤波器组成。
其基本原理是：通过不断调节VCO的频率，使其输出信号与参考信号的相位差保持在一个稳定的工作范围内。
实验目的1.了解锁相环的基本原理和结构；2.学习锁相环在频率和相位锁定中的应用；3.通过实际实验验证锁相环的工作原理。
实验器材1.锁相环实验台；2.函数信号发生器；3.示波器；4.电压表；5.连接线等。
实验步骤搭建实验平台1.将锁相环实验台与函数信号发生器、示波器和电压表连接；2.正确接入电源，打开锁相环实验台的电源开关； 3.确认各仪器仪表的正常工作。
设置参考信号1.使用函数信号发生器产生一个正弦波信号作为参考信号；2.设置参考信号的频率和幅度。
调节锁相环参数1.调节锁相环的增益参数，观察VCO输出信号的变化；2.尝试不同的锁相环参数组合，观察系统的稳定性和响应性。
改变输入信号1.改变函数信号发生器输出信号的频率；2.观察锁相环的相位锁定和频率锁定过程。
测量锁相环性能1.使用示波器观察锁相环输入信号、输出信号和参考信号的波形；2.使用电压表测量VCO输出信号的频率。
实验结果与分析通过实验我们可以观察到锁相环的工作原理和性能。
在不同的锁相环参数设置下，VCO输出信号的频率和相位与参考信号的变化情况不同。
根据实验数据，我们可以分析锁相环的稳定性、响应速度和抗干扰能力等性能。
结论锁相环是一种广泛应用于电子、通信和控制系统中的反馈控制系统。
通过本实验，我们深入了解了锁相环的原理和结构，并通过实际实验验证了其工作原理。
锁相环具有稳定的频率和相位锁定能力，可以在信号处理和调节控制中起到重要作用。
集成锁相环应用实验
可调整fo，但因其变化范围小，只适用于工作 频率高的调整。 b.在CT 两端并联上电阻R和电源电压EA组成微 调电路，连接方法如图13所示。
图13.微调fo电路图如下：
锁相环应用 1. 利用锁相环实现鉴频： 对调频信号的解调，可采用普通鉴频器和锁 相 鉴频器。若用锁相鉴频器，可得到一些鉴频门 限上的改善，因此它很适用于对微弱调频信号 的解调。两种鉴频器性能比较见图14，鉴频原 理框图见图15。
良好的窄带滤波特性
图16.频率合成原理图如下：
PD
fr
LF
Ud
VCO
Uc
鉴相器
环路 滤波器
压控 振荡器
fo
fo'
N 图6 锁相频率合成组成框图
Fo=N*fr
图7. CD4046原理图如下：
图1.用CD4046构成的十分频电路
2.基本命题
①VCO特性的测量 测 试 电 路 见 图 2 ， 测 VCO 的 fo ～ Uc 关 系 ， UC 从 0V～5V变化，间隔1V，对应测量VCO的输出频率， 列表记录并绘成曲线。 正斜率 a：R2＝10KΩ 的情况。
实验六.集成锁相环应用实验
锁相环是一个相位误差控制系统，它比较输入信 号和压控振荡器输出的信号之间的相位差，从而 产生误差控制电压来调整压控振荡器的频率，以 达到与输入信号同频，而保持一个稳定相位差。 PLL具有以下特点： 锁定时无剩余频差。 良好的窄带滤波特性。 良好的跟踪特性。 易于集成化。 锁相环使用时可根据不同用途，设计其工作锁定 状态或跟踪状态。
一台; 一台; 一台; 一台; 一台.
锁相环实验报告
锁相环实验报告
《锁相环实验报告》
锁相环是一种常见的控制系统，广泛应用于通信、电力、自动控制等领域。
本
实验旨在通过搭建锁相环系统，验证其在信号同步和抑制噪声方面的性能。
实验设备包括信号发生器、锁相环模块、示波器等。
首先，我们将信号发生器
产生一个正弦波信号作为输入信号，然后将其输入到锁相环模块中。
锁相环模
块通过比较输入信号和反馈信号的相位差，控制其输出信号与输入信号同步。
最后，我们使用示波器观察输入信号、锁相环输出信号和反馈信号的波形，并
分析它们之间的相位关系和噪声抑制效果。
实验结果表明，锁相环系统能够有效地实现输入信号和输出信号的同步，且具
有良好的抑制噪声能力。
当输入信号频率发生变化时，锁相环系统能够迅速跟
随并调整输出信号，保持同步状态。
同时，锁相环系统还能够抑制输入信号中
的噪声，输出信号的波形更加稳定。
通过本次实验，我们深入了解了锁相环系统的工作原理和性能特点，为其在实
际应用中提供了有力的支持。
锁相环系统的同步性能和噪声抑制能力对于通信、电力系统等领域具有重要意义，本实验结果对于相关领域的研究和应用具有一
定的参考价值。
集成电路锁相环及其应用电路设计.pptx
相位锁定。
wi
wo
wo
1
锁相环路基本组成方框图
第2页/共18页
压控振荡器
压控振荡器是一个电压-频率变换装置,在环路
中 作 为 被 控 振 荡 器 , 它 的 振 荡 频 率 应 随 输 入 控 制 电 ωV(t)
压 Uc(t) 线 性 地 变 化 （ 在 一 定 范 围 内 ） ， 可 用 线 性
without frequency
offset）.
8
固有振荡频率f第v9与页/共R181页,C1的关系
锁相环电路的应用
倍频：
i 鉴相器
i (t )
'
y
yn
环路 滤波器
分频器
÷ｎ
压控 y
振荡器 y (t )
wi
wy n
9
wy nwi
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锁相环电பைடு நூலகம்的应用
分频：
i 鉴相器
i (t )
方程来表示
即
ωV(t)=ωV + KV Uc(t)
当Uc(t)=0时，VCO的固有振荡频率为ωV 。
ωV
Uc(t)
wi
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wo
2
锁相环路基本组成方框图
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wi
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锁相环路基本组成方框图
输入信号和输出信号的相位关系
系统的瞬时相差θe(t)=θ1(t)-θ2(t)
3
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wi wo
VCO输出频率的高低由低通滤波器输出的平均电压Uc大小决定。VCO的输出 Uo接至相位比较器的一个输入端，外部输入信号Ui与来自VCO的输出信号Uo相 比较，经过相位比较器产生的误差输出电压Ud正比于Ui和Uo两个信号的相位差， 经过低通滤波器滤除高频分量后，得到一个平均值电压Uc。这个平均值电压Uc朝 着减小VCO输出频率和输入频率之差的方向变化，直至VCO输出频率和输入信
实验五锁相环测试及应用实验报告
：锁相环测试及应用实验试验目的：1．了解锁相环的组成、基本原理及性能特点。
2．掌握集成锁相环4046芯片的使用方法。
3．掌握锁相环路及各部件性能（鉴相特性、压控特性、同步带和捕捉带）的测试方法。
4．掌握锁相调频、锁相鉴频电路的构成、基本原理及参数测试测试方法。
5．掌握简单锁相频率合成器的基本原理及性能指标的测试方法实验设备：1．调幅与调频发射模块。
2．直流稳压电压GPD-3303D3．F20A 型数字合成函数发生器/计数器 4．DSO-X 2014A 数字存储示波器实验原理：1. 锁相环的组成及基本原理锁相环路（PLL ）亦称自动相位控制（APC ）电路，它是一种利用相位误差消除频率误差的反馈控制系统。
如图1所示，由鉴相器（相位比较器）、环路滤波器（低通滤波器）和压控振荡器三个基本部件组成。
若o i f f ≠，瞬时相位差ϕ∆将随时间而变化；若i of f ϕ∆=保持固定值。
锁相环就是利用两个信号之间相位差的变化，控制压控振荡器的输出信号频率，最终使两个信号相位差保持为常数，达到频率相等。
锁相环的工作过程：如图1所示，若o i f f ≠，必将引起ϕ∆的变化，鉴相器输出正比于ϕ∆的误差电压()d u t 。
经环路滤波器滤除()d u t 中的高频分量和噪声，产生缓慢变动的直流电压()c u t 。
VCO 受控于()c u t ，使得振荡频率o f 与输入参考频率i f 的频差逐渐减小，直到o i f f =，电路达到稳定平衡状态，即锁定状态。
此时，ϕ∆保持一个不变的稳态相差ϕ∞，以维持电路的平衡状态。
需要指出，环路能达到锁定状态，是在o f 与i f 相差不大的范围内。
2. 几个重要概念 ⑴ 失锁与锁定开始工作时， o i f f ≠，ϕ∆不固定，环路处于不稳定状态，称为失锁。
当o i f f =时，ϕ∆保持常数，电路进入稳定状态，称为锁定。
⑵ 跟踪过程与捕捉过程在环路锁定状态下，如果输入信号频率i f 发生变化，环路通过自身的调节作用，使输出信号频率o f 以同样的规律跟随着变化，并且始终保持o i f f =，这个过程称为跟踪过程或同步过程。
锁相环电路设计
锁相环电路设计PLL(锁相环)电路原理及设计在通信机等所使用的振荡电路，其所要求的频率范围要广，且频率的稳定度要高。
无论多好的LC振荡电路，其频率的稳定度，都无法与晶体振荡电路比较。
但是，晶体振荡器除了可以使用数字电路分频以外，其频率几乎无法改变。
如果采用PLL(锁相环)(相位锁栓回路，PhaseLockedLoop)技术，除了可以得到较广的振荡频率范围以外，其频率的稳定度也很高。
此一技术常使用于收音机，电视机的调谐电路上，以及CD唱盘上的电路。
一 PLL(锁相环)电路的基本构成PLL(锁相环)电路的概要图1所示的为PLL(锁相环)电路的基本方块图。
此所使用的基准信号为稳定度很高的晶体振荡电路信号。
此一电路的中心为相位此较器。
相位比较器可以将基准信号与VCO (Voltage Controlled Oscillator……电压控制振荡器)的相位比较。
如果此两个信号之间有相位差存在时，便会产生相位误差信号输出。
(将VCO的振荡频率与基准频率比较，利用反馈电路的控制，使两者的频率为一致。
)利用此一误差信号，可以控制VCO的振荡频率，使VCO的相位与基准信号的相位(也即是频率)成为一致。
PLL(锁相环)可以使高频率振荡器的频率与基准频率的整数倍的频率相一致。
由于，基准振荡器大多为使用晶体振荡器，因此，高频率振荡器的频率稳定度可以与晶体振荡器相比美。
只要是基准频率的整数倍，便可以得到各种频率的输出。
从图1的PLL(锁相环)基本构成中，可以知道其是由VCO，相位比较器，基准频率振荡器，回路滤波器所构成。
在此，假设基准振荡器的频率为fr，VCO的频率为fo。
在此一电路中，假设frgt;fo时，也即是VC0的振荡频率fo比fr低时。
此时的相位比较器的输出PD会如图2所示，产生正脉波信号，使VCO的振荡器频率提高。
相反地，如果frlt;fo时，会产生负脉波信号。
(此为利用脉波的边缘做二个信号的比较。
如果有相位差存在时，便会产生正或负的脉波输出。
锁相环实验报告
锁相环实验报告锁相环实验报告一、实验目的本次实验的目的是了解锁相环（PLL）的原理和应用，掌握PLL电路的设计和调试方法，以及了解PLL在通信系统中的应用。
二、实验原理1. PLL原理锁相环是一种基于反馈控制的电路，由比例积分环节、相位检测器、低通滤波器和振荡器等组成。
其基本原理是将输入信号与参考信号进行比较，并通过反馈调整振荡频率，使得输入信号与参考信号同步。
2. PLL应用PLL广泛应用于通信系统中，如频率合成器、时钟恢复器、数字调制解调器等。
三、实验设备和材料1. 实验仪器：示波器、函数发生器等。
2. 实验元件：电阻、电容等。
四、实验步骤1. 搭建PLL电路并连接到示波器上。
2. 调节函数发生器输出正弦波作为参考信号，并将其输入到PLL电路中。
同时，在函数发生器上设置另一个正弦波作为输入信号，并将其连接到PLL电路中。
3. 调节PLL参数，包括比例积分系数和低通滤波器截止频率等，使得输入信号与参考信号同步。
4. 观察示波器上的输出波形，记录下PLL参数的取值。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过调节PLL参数，成功实现了输入信号与参考信号的同步，并在示波器上观察到了稳定的输出波形。
记录下了PLL参数的取值，如比例积分系数和低通滤波器截止频率等。
2. 实验分析通过本次实验，我们深入了解了锁相环的原理和应用，并掌握了PLL电路的设计和调试方法。
同时，我们也了解到PLL在通信系统中的重要作用，如时钟恢复、数字调制解调等。
六、实验结论本次实验成功地实现了输入信号与参考信号的同步，并掌握了PLL电路的设计和调试方法。
同时也加深对于PLL在通信系统中应用的认识。
七、实验注意事项1. 在搭建电路时应注意接线正确性。
2. 在调节PLL参数时应注意逐步调整，避免过度调整导致系统失控。
3. 在观察示波器输出波形时应注意放大倍数和时间基准设置。
CMOS集成锁相环电路设计
参考文献
［ １ 】 ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｎ ｅ ｗ ｓ ． ｘ ｉ ｎ ｈ ｕ ａ ｎ ｅ ｔ ． ｃ ｏ ｍ ／ ２ ０ １ ３ 一Ｏ ４ ／１ １ ／ ｃ ＿ １ １ ５ ５ ５ ７ ７ ６ ５ ． ｈ ｉ ｍ ． 教 育
供 实 际操 作 与理 论 知识 相 结 合的学 习平 台 ，并 且能 突 出重 点 ，培养他们的重点技能 ，迎合 当地 照明产业的重 点需 求 ；与此 同 时 ，我 们也 能够 发挥 高校 在 科研 上 的优 势 ，寻 求 与 企业 合 作研 发 的契 合 点 ；总 之 ，通 过产 学 研 的结 合 ，
通知 ． 人 民 网一时政 频 道 ． ２ ０ １ ５ ＃ － ５ 月１ ６ Ｅ ｌ
年级本科 和研 究生教材 同时可作为模拟 混合 电路设计 、射频
通信 电路系统设计人员的参考 书。 张刚，美 国卡耐基梅隆大学 电子与计算机工程博 士 ．清 华 大学 电子工程微 电子专业学 士。近十年来在美国加 卅 Ｉ 圣地亚哥 高通公司射频模拟 集成 电路部 工作 ，任资深高级工程师 ，主持 设计 多款大规模生产的射频频率合成器 ．现有 ９ 项 已获批美国 专利。在加州大学圣地 亚哥分校任兼职助理教授 ．讲授射频频 率合成和时钟恢复的研 究生课程 。曾应邀于清华大学和北京 大 学微 电子所讲授短期高级锁相环课程 。
题 ，达 到 三方 共赢 的结 果 。
所属分类 ：
图 书 ＞ 电子 与 通信 ＞ 微 电子 学、 集成 电路 （ Ｉ Ｃ ）
５ 结语
当前 ，半 导 体 照 明产业 作 为 战 略新 兴产 业 正 迅猛 向前 发 展 ，对 专 业 人才 的需 求 紧 迫 而 旺 盛 ，我 们 作 为 地 方 高 校 ，建 设光 源 与 照 明专 业方 向 结合 了当地 的 重 点产业 发 展 需求 ，能够 做 到 人才 培 养与 人 才需 求 的对 接 ，从 而 为地 方 经济 和社 会 发展提 供 有效 服务 。
锁相环实验报告
锁相环实验报告锁相环实验报告引言：锁相环（Phase-Locked Loop，简称PLL）是一种常见的电子系统控制技术，广泛应用于通信、测量、信号处理等领域。
本实验旨在通过设计和搭建一个基本的锁相环电路，深入理解锁相环的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建锁相环电路，实现对输入信号的频率、相位的跟踪和稳定。
具体目标包括：1. 理解锁相环的基本原理和工作方式；2. 学会设计和搭建基本的锁相环电路；3. 通过实验验证锁相环的频率和相位跟踪性能。
二、实验原理1. 锁相环的基本原理锁相环是一种反馈控制系统，由相位比较器、低通滤波器、电压控制振荡器（Voltage Controlled Oscillator，简称VCO）和分频器组成。
其基本原理如下：（1）相位比较器：将输入信号和VCO输出信号进行相位比较，输出相位误差信号；（2）低通滤波器：对相位误差信号进行滤波，得到控制量；（3）VCO：根据控制量调整输出频率，使其与输入信号保持相位同步；（4）分频器：将VCO输出信号分频后反馈给相位比较器，形成闭环控制。
2. 锁相环的应用锁相环广泛应用于频率合成、时钟恢复、频率/相位调制解调等领域。
例如，在通信系统中，锁相环常用于时钟恢复电路，保证数据传输的稳定性和可靠性。
三、实验内容与步骤1. 实验器材与元件准备（1）信号发生器：产生待测频率的正弦信号；（2）锁相环芯片：如CD4046、PLL565等；（3）电阻、电容等元件：用于搭建锁相环电路；（4）示波器：用于观测和分析实验结果。
2. 搭建锁相环电路根据锁相环的基本原理和实验要求，设计和搭建一个简单的锁相环电路。
电路中包括相位比较器、低通滤波器、VCO和分频器等模块，并连接好电源和地线。
3. 实验操作步骤（1）将信号发生器的输出信号接入锁相环电路的输入端；（2）调节信号发生器的频率，观察锁相环的跟踪效果；（3）通过示波器观察锁相环输出信号的频率和相位稳定性。
锁相实验报告
实验一 集成压控振荡器构成的频率调制器1.1 实验目的1.进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理2.掌握集成电路频率调制器的工作原理。
1.2 预习要求1.查阅有关集成电路压控振荡器资料。
2.认真阅读指导书，了解566(VCO 的单片集成电路)的内部电路及原理。
3.搞清566外接元件的作用。
4、弄懂实验原理与实验步骤。
5、写好预习报告。
1.3 实验仪器设备1. 双踪示波器，≥60MHz ，1台，可用一般示波器。
2. 频率计，测量范围≥10MHz ，分辨率≤1Hz ，1台（也可使用示波器）。
3. 高频信号发生器，≥60MHz ，1台。
4. 电容表，测量范围10pF~1µF 。
5. 万用表，MF-47或其他，1块（也可使用示波器）。
6. 实验电路板及相应元器件，按电路图配置，1套。
1.4 实验原理1、566(VCO 的单片集成电路)的电路组成及工作原理566采用的是积分施密特触发器型的压控振荡器，其原理电路如图15.6.1所示，电路由恒流源控制电路(I O )、积分器(T 1、T 2、T 3、D 1、D 2、C T ) 和施密特触发器三部分组图15.6.1 NE566VCO 原理电路图E C成。
施密特触发器的输入输出信号关系如图15.6.2所示。
施密特触发器的正向触发电平定义为U SP ，反向触发电平定义为U SM ，当电容C T 充电使其电压上升至U SP ，此时施密特触发器翻转，输出为高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压u 0为高电平；当电容C T 放电时，其电压下降，降至U SM 时施密特触发器再次翻转，输出为低电平从而使u 0也变为低电平。
用u 0的高、低电平控制三极管T 3的通断，也控制了二极管D 1、D 2即S 1和S 2两开关的）闭合与断开。
u 0为低电平时T 3截止，T 1、T 2也截止，二极管D 1截止，D 2加正端高电位，负极低电位导通，这时I 0全部给电容C T 充电，使电容上的电位上升，由于I 0为恒流源，电容电位线性斜升，升至U SP 时u 0跳变为高电平，u 0高电平时控制T 3、T 1、T 2导通，T 1的集电极为低电位，T 2的集电极也是充放电电容电位为高电位，此时D 1导通，D 2截止，恒流源I 0全部流经D 1、T 1到T 3入地，因T 2与T 1同时导通，当两管参数对称时，I B1=I B2，I C1=I C2=I 0，T 2的电流由C T 放电电流提供，因此电容电位线性斜降，降至U SM 时u 0跳变为低电平，如此周而复始循环下去。
小结：锁相环的设计分析
锁相环
锁相环（PPL,phase-locked loop ）是一个反馈系统，它将输出信号的频率和相位锁定到输入参考信号的频率和相位上。
参考波形包括正弦型和数字型。
基本的PLL 由一个压控振荡器（VCO ）、一个鉴相器（PD,phase detector,又称为相位检测器）和一个滤器组成。
PLL 最通用的形式还包括一个混频器和一个分频器，在稳定状态时，输出频率可以表示为：
0m r f f Nf =±，所以输出频率可以通过改变N 、r f 和m f 来控制。
下图为PLL 系统方框图:
鉴相器
对于锁定的环路，鉴相器的输出是一个直流电压e V ，它是相位差
d r f θθθ=-的函数，
e V 是d θ的正弦、三角或锯齿波函数。
（见《射频与微波通信电路》P374）。
增益因子d K (V/rad) e
d e V K θ=.
压控振荡器
如前所述，变容二极管通常用在振荡器的谐振电路中，通过控制它的偏置电压来改变振荡频率，所以一个理想的压控振荡器的传递特性应该是线性的。
锁相环课设报告_胡永泉
《锁相环》大作业及课程设计报告Multisim仿真报告基于LM565/NE565的锁相调频与鉴频电路姓名：胡永泉班级：卓越电子1201学号：120910122指导老师：叶建芳东华大学信科学与技术学院通信与电子信息工程系目录ContentsPart 1 原理介绍…………………………………………………………1.1LM565/NE565内部电路原理1.2调频鉴频电路原理Part 2 仿真过程…………………………………………………………2.1仿真电路2.2测试电路步骤Part 3 其他方法探索……………………………………………………3.1Spic模型仿真3.2集成PLL模块Part 4 课设总结及感想………………………………………………Part 1 原理介绍1.1LM565/NE565内部电路原理LM565/NE565都是单片低频锁相环芯片，内部原理图虽然不同，但是对外特性相同，之所以名称不同是因为生产厂商不同。
下面将分别介绍这两种芯片以作比较。
1、LM565芯片这款芯片是美国国家半导体（National Semiconductor）设计生产，现已被TI公司收购，因此我是在TI官网上找到的datasheet。
芯片内部原理图如下：这是官方给出的内部原理图，可以看到，在图中有几处三极管比较特殊，如上图红框内标注所示。
这部分的管子可能和实际制造的工艺有关，实现难度较大，具体会在下面仿真部分提到。
由于官方并未对上述内部原理图进行解释或分析，而NE565找到了相关的资料，因此我将着重介绍下面的NE565芯片内部原理。
事实上，LM565和NE565的内部原理图虽然乍一看上去相差甚远，但其实现原理是差不多的，基本模块都是相同的。
这一点，是我随着仿真过程的深入得出来的结论。
锁相环电路设计
锁相环电路设计：让你的电路更稳定锁相环（PLL）电路是一种常用的控制电路，可以用来实现频率合成、时钟与信号恢复等功能。
在电子设备中，PLL电路的使用非常广泛，因为它能够使电路的频率更加精确、稳定，使电路的性能更优秀。
本文将介绍PLL电路的基本原理、设计方法和应用技巧。
一、PLL电路的基本原理PLL电路的基本构成包括：相锁环（Phase-Locked Loop，PLL）模块、反馈电路和指令电路。
根据反馈信号的不同，又可以将PLL电路分为：模拟PLL和数字PLL两类。
模拟PLL是指使用模拟电路实现的PLL电路，适用于处理频率较低、波形较简单的信号。
数字PLL是把PLL电路中的关键部分数字化，使用数字处理技术实现PLL电路，适用于对高速、复杂信号的处理。
PLL电路的基本原理是通过比较两个不同频率的信号，调节反馈电路的传递函数，使输出信号与参考信号保持同步，最终达到同步稳定的效果。
二、PLL电路的设计方法设计PLL电路时需要注意以下几点：1. 选择适合的锁相范围锁相范围一般是指锁相环能够自动跟踪的信号频率范围。
选择适合的锁相范围可以使PLL电路更加灵活、稳定。
2. 选择适合的环路带宽和相位裕度环路带宽是锁相环的工作频带范围，它决定了PLL电路的速度和稳定性。
相位裕度是指锁相环输出信号相位与参考信号相位的差值，它直接影响锁相环的稳定性。
选择适合的环路带宽和相位裕度可以使PLL电路更加稳定、可靠。
3. 选择合适的滤波器为了降低PLL电路输出信号中的噪声和抖动，需要在反馈电路中添加合适的滤波器。
选择合适的滤波器可以使PLL电路的性能更加优秀。
三、PLL电路的应用技巧1. 尽量避免信号功率幅度过大或过小PLL电路对信号功率幅度很敏感，过大或过小的信号功率都会对PLL电路的稳定性产生不良影响。
因此，在设计和应用时，应尽量避免信号功率偏离正常值。
2. 注意环路稳定性PLL电路不同于普通反馈电路，它需要有信号的引导才能正常工作。
集成电路课程设计锁相环CD4046设计频率合成器
集成电路实验报告学号：110800316 姓名：苏毅坚指导老师：罗国新2011年1月锁相环CD4046设计频率合成器实验目的：设计一个基于锁相环CD4046设计频率合成器1K，步进为范围是10k~100K设计和制作步骤：确定电路形式，画出电路图。
计算电路元件参数并选取元件。
组装焊接电路。
调试并测量电路性能。
确定电路组成方案原理框图如下，锁相环路对稳定度的参考振动器锁定，环内串接可编程的分频器，通过改变分频器的分配比N，从而就得到N倍参考频率的稳定输出。
，晶体振荡器输出的信号频率f1分频）得到经固定分频后（M，输入锁相环的相f1'基准频率。
锁相环PC）位比较器（VCO的分频）输出信号经可编程分频器（N PC 的另一端，这两个信号进行相位比较，当锁相环路锁定后得到：后输入到)为基准频率(f'1 f1/M=f1'=f2/N 故f2=Nf'1。
f2N率变化时，就可以得到一系列的输出频当设计方法、振荡源的设计（一）晶体组成与非门和用CMOS1M 使振荡器，如图14。
图中Rf 1MHz 工作于线性放大区。
晶体的等效F1 构成谐振回路。
C1、、电感，C1C2 C2可利用器件的分布电容不另接。
CD4049。
、F2、F3使用F1（分频的设计二）、N位拨码开8码CD40103是BCD8位分频器。
采用进行分频。
分频采用NCD401031KRP1N关控制分频大小。
输入的二进制大小即为分频器分频。
图中为排阻 2分频的设计）1KHZ标准信号源设计（即M（三）、包含二分频、四分频、十分频，4518根据4518的输出波形图，可以看出分频器，也就是三个十分频器，个计数器）组成一个1000用二片CD4518（共4500hz的晶振信号变成这样就可把2MHz2Khz.再经过双D触发器，这样信号变为的标准信号。
如下图所示：（四） 4046锁相环的设计3信号从14脚输入。
锁相环4046为主芯片。
电路图如下：500Hz脚接低通滤波器。
锁相环实验报告
锁相环实验报告1. 引言锁相环（Phase-Locked Loop，简称PLL）是一种常用的控制系统，可以实现输入信号与参考信号之间的相位同步。
在通信、控制、测量等领域有广泛的应用。
本实验旨在通过搭建锁相环电路并进行实验，深入了解锁相环的工作原理和特性。
2. 实验设备和器材本实验所用设备和器材如下： - 函数发生器 - 直流稳压电源 - 射频信号源 - 锁相环芯片 - 示波器 - 电阻、电容等器件 - 连接线等3. 实验原理锁相环是由相位比较器、低通滤波器、控制电压产生电路和VCO（Voltage Controlled Oscillator）组成。
其工作原理可分为以下几个步骤：1.输入信号与参考信号经过相位比较器进行比较，得到相位误差信号。
2.相位误差信号经过低通滤波器得到控制电压。
3.控制电压经过控制电压产生电路产生驱动VCO的控制信号。
4.VCO根据控制信号输出频率可变的信号。
5.输出信号经过除频器和低通滤波器得到稳定的参考信号。
4. 实验步骤1.连接实验电路，将函数发生器作为输入信号源，射频信号源作为参考信号源，分别接入相位比较器的输入端和参考输入端。
将相位比较器的输出接入低通滤波器，再将低通滤波器的输出接入控制电压产生电路。
控制电压产生电路的输出接入VCO的控制信号输入端，VCO的输出信号接入除频器和低通滤波器，最后将低通滤波器的输出与相位比较器的输入相连。
2.将实验电路接通电源，调节函数发生器和射频信号源，使得函数发生器输出的波形为正弦波，在示波器上观察输入信号和输出信号。
3.调节控制电压产生电路中的参数，观察输出信号的频率和相位变化。
4.调节VCO的参数，观察输出信号的频率和相位变化。
5.记录实验数据并进行分析。
5. 实验数据和结果分析根据实验步骤中的操作，记录下实验数据，并进行结果分析。
可以观察到输入信号和输出信号的频率和相位的变化情况，通过对比分析得出锁相环的工作特性。
6. 结论通过本次实验，我们深入了解了锁相环的工作原理和特性。
cmos集成锁相环电路设计
cmos集成锁相环电路设计一、前言现代电子工业的发展需要各种基础电路的不断提升和改进，其中锁相环电路是一项关键的技术。
CMOS集成锁相环电路设计是一种高性能的电路设计，具有很强的抗干扰能力和工作稳定性。
本文将围绕着CMOS集成锁相环电路设计展开。
二、CMOS电路概述CMOS电路是现代电子工业中的重要部分，它可以实现数字、模拟和混合信号的处理。
CMOS电路主要包括nMOS、pMOS和CMOS电路。
其中nMOS电路是指只含有nMOS管的电路，pMOS电路是指只含有pMOS管的电路，CMOS电路是指同时含有nMOS和pMOS管的电路。
CMOS电路的特点是低功耗、高可靠性、小尺寸、低噪声等，这些特点使得CMOS电路在现代电子工业中占据了非常重要的地位。
三、CMOS集成锁相环电路设计锁相环电路是一种控制系统，可以将输入信号和参考信号锁定在一起。
锁相环电路主要由比例放大器、相位检测器、低通滤波器和VCO（电压控制振荡器）组成。
CMOS集成锁相环电路设计是在CMOS工艺基础上实现的锁相环电路设计，具有更加高效、可靠、精确的特点。
在CMOS集成锁相环电路设计中，采用了高速CMOS的工艺，使得锁相环电路在工作过程中的转速更快、精度更高并且功耗更低。
在CMOS集成锁相环电路设计中，需要注意时钟的稳定性、抗干扰能力和响应速度。
同时，设计者需要合理选择电路拓扑结构、调整电气参数和储存元件，使得整个电路在工作中更加稳定和可靠。
四、总结本文围绕着CMOS集成锁相环电路设计展开，首先介绍了CMOS电路的概述，然后详细讲述了CMOS集成锁相环电路的设计原理和注意事项。
CMOS集成锁相环电路设计具有非常高的可靠性和精度，对于现代电子工业的发展具有非常重要的意义。
集成电路课程设计——锁相环CD4046设计频率合成器
集成电路课程设计一-锁相环CD4046设计频率合成器学号：110800316 姓名：苏毅坚指导老师：罗国新2011年1月锁相环CD4046设计频率合成器实验目的：设计一个基于锁相环CD4046设计频率合成器范围是10k〜100K,步进为1K设计和制作步骤：确定电路形式，画出电路图。
计算电路元件参数并选取元件O组装焊接电路。
调试并测量电路性能。
确定电路组成方案原理框图如下，锁相环路对稳定度的参考振动器锁定，环内串接可编程的分频器，通过改变分频器的分配比N,从而就得到N倍参考频率的稳定输出。
晶体振荡器输出的信号频率n,经固定分频后（M分频）得到基准频率fi，，输入锁相环的相位比较器（PC）。
锁相环的VCO输出信号经可编程分频器（N分频）后输入到PC的另一端，这两个信号进行相位比较，当锁相环路锁定后得到：n/M=fF=f2/N 故f2=N『l （Fl为基准频率）当N变化时，就可以得到一系列的输出频率f2o设计方法（一）、振荡源的设计用CMOS与非门和1M晶体组成1MHz振荡器，如图14。
图中Rf使F1工作于线性放大区。
晶体的等效电感，Cl> C2构成谐振回路。
C1、C2可利用器件的分布电容不另接。
Fl、F2、F3 使用CD4049o（二）、N分频的设计N分频采用CD40103进行分频。
CD40103是BCD码8位分频器。
采用8位拨码开关控制分频大小。
输入的二进制大小即为分频器N分频。
图中RP1为1K排阻（三）、1KHZ标准信号源设计（即M分频的设计）根据4518的输出波形图，可以看出4518包含二分频、四分频、十分频，用二片CD4518 （共4个计数器）组成一个1000分频器，也就是三个十分频器，这样信号变为2Khz.再经过双D触发器，这样就可把2MHz的晶振信号变成500hz 的标准信号。
如下图所示：（四）4046锁相环的设计锁相环4046为主芯片。
电路图如下：500Hz信号从14脚输入。
3脚4脚接N分频电路，即40103分频电路。
锁相环集成电路设计
锁相环集成电路设计嘿，朋友们！今天咱就来聊聊锁相环集成电路设计这档子事儿。
你说这锁相环集成电路啊，就像是一个神奇的魔法盒子。
它能把那些杂乱无章的信号变得乖乖听话，整整齐齐地排好队。
就好比一个调皮的孩子，被老师好好管教后变得乖巧懂事了。
咱设计这玩意儿的时候，可得像个细心的工匠，一点一点雕琢。
每个元件的选择，就像给房子选砖头，得挑质量好的，不然房子可就不结实啦！布线呢，就跟给城市规划道路似的，得合理安排，不能这儿堵那儿塞的。
你想想看，如果设计不好，那会出啥乱子呀？信号就跟没头苍蝇似的到处乱撞，那可不行！咱得让它按照咱的想法，稳稳当当、顺顺利利地跑。
在这个过程中，经验可太重要啦！就跟老司机开车一样，开得多了，啥路况都见过，自然就得心应手啦。
要是没经验，那可就像刚学开车的新手，手忙脚乱的。
还有啊，测试也不能马虎。
这就好比给刚做好的衣服检查有没有线头一样，得仔细再仔细。
要是有个小毛病没发现，等用起来出问题了，那不就傻眼啦？设计锁相环集成电路也得有耐心，不能着急。
就像炖一锅好汤，得小火慢慢炖，急不得。
要是火大了，汤就烧干啦，那可就全白费功夫了。
而且啊，这可不是一个人能搞定的事儿，得团队合作。
大家各显神通，把自己的本事都拿出来，一起攻克难题。
这就像一场足球比赛，每个人都有自己的位置和任务，只有配合好了，才能赢得比赛。
你说，要是咱能设计出一个超级厉害的锁相环集成电路，那得多有成就感啊！就跟登上了珠穆朗玛峰似的，那感觉，爽歪歪！总之，锁相环集成电路设计可不是一件容易的事儿，但只要咱用心、细心、有耐心，再加上团队的力量，就一定能把它搞定！让那些信号都乖乖听咱的话，为我们所用！怎么样，是不是觉得很有意思呀？那就赶紧行动起来吧！。
高精度、分数分频CMOS集成锁相环电路设计的开题报告
高精度、分数分频CMOS集成锁相环电路设计的开题报告一、研究背景及意义：锁相环(PLL)是现代射频和数字通信系统中最重要的电路之一。
它是一种控制电路，可以用于从输入信号提取时钟信号、频率多路复用和系统时钟生成。
它由一个VCO、相频控制器(PFD)、环路滤波器和控制电路组成。
在锁相环的设计中，锁相环的稳定性是一个重要的指标。
对于高精度应用来说，需要对锁相环稳定性进行严格的限制。
分数分频PLL是目前高速、低噪声的PLL设计的主要方法之一。
在分数分频PLL 中，输入频率首先分频为一个分数，然后通过倍频或减频到达期望输出频率。
此外，分数分频PLL比整数分频PLL稳定性更好。
本文旨在研究高精度、分数分频CMOS集成锁相环电路的设计方法，包括基本电路的构建、电路的优化和仿真分析。
二、研究内容与目标：本文的研究内容主要包括：1.分数分频PLL基本电路的构建。
2.优化电路结构以提高性能。
3.对电路性能进行仿真分析。
本文的研究目标是设计一种稳定性高、噪声低的分数分频CMOS集成锁相环电路，为高精度应用的PLL设计提供一种新的解决方案。
三、研究方法：本文的研究方法主要包括：1.理论研究：通过相关文献、书籍等资料，了解锁相环原理、分数分频PLL的设计方法及其基本结构。
2.电路设计：在理论研究的基础上，进行分数分频PLL的基本电路设计和电路优化，在多次仿真分析和设计调整后，得到较为理想的电路性能。
3.仿真分析：以HSPICE仿真器为工具，对设计的分数分频CMOS集成锁相环电路进行仿真分析，分析电路的稳定性、噪声、相位噪声等性能指标。
四、研究实施计划：第一阶段(1-2周)：初步了解锁相环的基本原理，研究分数分频PLL的设计方法及其基本结构，查阅文献资料。
第二阶段(2-4周)：进行分数分频CMOS集成锁相环电路的电路设计，并对电路结构进行逐步优化，确定最终电路方案。
第三阶段(4-6周)：对设计的分数分频CMOS集成锁相环电路进行仿真分析，验证电路的性能指标；进行性能指标的测试和分析。
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锁相环CD4046设计频率合成器
------集成电路考试实验设计报告
学校：福州大学
学院：物理与信息工程学院
班级：09级信息工程类2班
姓名：吴志强学号：110900636
姓名：吴鑫学号：110900635
目录
一、设计和制作任务 (3)
二、主要技术指标 (3)
三、确定电路组成方案 (3)
四、设计方法 (3)
（一）、振荡源的设计 (3)
（二）、N分频的设计 (3)
（三）、10HZ标准信号源设计（即M分频的设计） (5)
五、锁相环参数设计 (6)
六、调试步骤 (6)
七、参考文献 (7)
附录：各芯片的管脚图 (7)
锁相环CD4046设计频率合成器
一、设计和制作任务
1．确定电路形式，画出电路图。
2．计算电路元件参数并选取元件。
3．组装焊接电路。
4．调试并测量电路性能。
5．写出课程设计报告书
二、主要技术指标
1．频率步进 10Hz
2．频率范围：1kHz—10kHz
3．电源电压 Vcc=5V
三、确定电路组成方案
原理框图如下，锁相环路对稳定度的参考振动器锁定，环内串接可编程的分频器，通过改变分频器的分配比N，从而就得到N倍参考频率的稳定输出。
晶体振荡器输出的信号频率f1，
经固定分频后（M分频）得到
基准频率f1’，输入锁相环的相
位比较器（PC）。
锁相环的VCO
输出信号经可编程分频器（N分频）
后输入到PC的另一端，这两个信号进行相位比较，当锁相环路锁定后得到：f1/M=f1’=f2/N 故f2=Nf’1 (f’1为基准频率)
当N变化时，或者N/M变化时，就可以得到一系列的输出频率f2。
四、设计方法
（一）、振荡源的设计
用CMOS与非门和1M晶体组成
1MHz振荡器，如图14。
图中Rf 使
F1工作于线性放大区。
晶体的等效
电感，C1、C2构成谐振回路。
C1、
C2可利用器件的分布电容不另接。
F1、F2、F3使用CD4049。
（二）、N分频的设计
用三片4522组成1——10kHZ频率合成器
CD1522的二一十进制1/N减计数器。
其引脚见附录。
其中D1-D4是预置端，Q1
—Q4是计数器输出端，其余控制端的功能如下：
PE（3）=1时，D1—D4值置进计数器EN（4）=0，且
CP（6）时，计数器（Q1—Q4）减计数；CF（13）=1
且计数器（Q1—Q4）减到0时，QC(12)=1 Cr(10) =1时，计数器清零。
如下图，最终应做到拨盘开关的数值是多少，VCO
输出信号的频率就是（10*数值）Hz。
图3 1kHz—10 kHz 频率合成器（三）、10HZ标准信号源设计（即M分频的设计）
根据4518的输出波形图，可以看出4518包含二分频、四分频、十分频，用三片CD4518（共5个计数器）组成一个100000分频器，也就是五个十分频器，这样就可把1MHz的晶振信号变成10Hz的标准信号。
如下图所示：
基准频率10Hz
通过前面的分析可以得到总体的设计电路图如下：
五、锁相环参数设计
本设计中，M固定，N可变。
基准频率f’1定为10Hz，改变N值，使N=1-1000，则可产生f2=1KHz—10KHz的频率范围。
锁相环锁存范围：
fmax=1M~1.1MHz
fmin=100~1KHz
则fmax/fmin=1K~11K
使用相位比较器PC2
1）若R2≠∞，则由fmax/fmin=1K-11K
由右图大概确定R2/R1的值约为（1-10）K
选定R1=10K Ω,可得R2=（100-500）K Ω。
选定Vdd=5-10v,参照右图与fmin=100~1kHz 可求出
C1=2*10-4uF
2） 若R2=∞，由fo=fmax /2=500KHz,参照图5并
选定Vdd=5~10v ，可得C1=1.5*10-4~2*10-4uF
又 2fc=fmax+fmin=(1000.1~1001)kHz,
2fl=fmax-fmin=(999~999.9)kHz,
T1=R3*C2
最终算出
R3*C2=2π*fl /(2πfc)2 =0.318uF
令R3=10K Ω，则C2≈31.8pF
六、调试步骤
1、接上电源后，测试晶振产生的频率f0和经过各次分频后的频率fi 。
晶振产生的频率f0（Hz ） 第一次百分频f1（Hz ） 第二次百分频 f2（Hz ） 第三次十分频
f3（Hz ） 1.0007MHz 10.1kHz 101Hz 10.06Hz
2、拨动拨码盘，测输出频率
拨码盘数值 （十进制） 输出频率
（kHz ）
1000 1.000
1220 1.220
5680 5.680
9340 9.340
10000 10.000
七、参考文献
[1]罗国新.CMOS 集成电路电路应用设计[M].福州：福建科学技术出版设，2004.10
附录：各芯片的管脚图
CD4049
CD4522。