在单片机中锁相环功能
PLL锁相环程序
![PLL锁相环程序](https://img.taocdn.com/s3/m/b109ccc19ec3d5bbfd0a7416.png)
飞思卡尔XS128系列(一)PLL锁相环通俗点说,设置PLL锁相环就相当于超频,单片机超频的原因和PC机是一个道理。
分频的主要原因是外设需要的工作频率往往远低于CPU/MEMORY,这也和PC机南北桥的原理类似。
相对来说,PLL锁相环的设置还是比较简单的,因为东西很死,完全可以照搬。
只是大家也不要太贪,设置太高相对来说不够稳定,进行过PC机超频的应该很有体会,一般我们现在用的XS128我觉得设置在80MHz是比较合适的,相比前几届比赛用的DG128,这个频率已经蛮高的了。
还有就是SYNR,REFDV只有在CLKSEL_PLLSEL=0的情况下才能写入,不过这是系统默认状态。
多半大家可能还会有以下几点疑问:1.PLL锁相环怎么设置?答:通过写REFDV(CRG参考分频寄存器)和SYNR(CRG合成器寄存器)进行设置2.代码里while(!CRGFLG_LOCK);这句是干什么的?答:时钟校正同步3.为什么代码中会有多多少少的几句空语句?答:锁相环从设定到最后稳定还是需要一点点时间的,所以需要加几条空指令/*************************************************************************** ***********------------------------------------Code Warrior 5.0Target : MC9S12XS128Crystal: 16.000Mhz============================================本程序主要包括以下功能:设定系统工作在xxMHZ bus clock时钟下;by:庞辉**************************************************************************** *************/#include <hidef.h> /*common defines and macros*/#include <MC9S12XS128.h> /*derivative information*/#pragma LINK_INFO DERIVATIVE "mc9s12xs128"void SetBusCLK_16M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR=0x00 | 0x01; //VCOFRQ[7:6];SYNDIV[5:0]//fVCO= 2*fOSC*(SYNDIV + 1)/(REFDIV + 1)//fPLL= fVCO/(2 × POSTDIV)//fBUS= fPLL/2//VCOCLK Frequency Ranges VCOFRQ[7:6]//32MHz <= fVCO <= 48MHz 00//48MHz < fVCO <= 80MHz 01//Reserved 10//80MHz < fVCO <= 120MHz 11REFDV=0x80 | 0x01; //REFFRQ[7:6];REFDIV[5:0]//fREF=fOSC/(REFDIV + 1)//REFCLK Frequency Ranges REFFRQ[7:6]//1MHz <= fREF <= 2MHz 00//2MHz < fREF <= 6MHz 01//6MHz < fREF <= 12MHz 10//fREF > 12MHz 11//pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=32MHz;POSTDIV=0x00; //4:0, fPLL= fVCO/(2xPOSTDIV)//If POSTDIV = $00 then fPLL is identical to fVCO (divide by one)._asm(nop); //BUS CLOCK=16M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it;CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_32M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0x40 | 0x03; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=64MHz; REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00;_asm(nop); //BUS CLOCK=32M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it;CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_40M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0xc0 | 0x04;REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=80MHz;_asm(nop); //BUS CLOCK=40M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it;CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_48M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0xc0 | 0x05;REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=96MHz;_asm(nop); //BUS CLOCK=48M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it;CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_64M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0xc0 | 0x07;REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=128MHz; _asm(nop); //BUS CLOCK=64M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it; CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_80M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0xc0 | 0x09;REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=160MHz; _asm(nop); //BUS CLOCK=80M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it; CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_88M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0xc0 | 0x0a;REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=176MHz; _asm(nop); //BUS CLOCK=88M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it; CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_96M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0xc0 | 0x0b;REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=192MHz; _asm(nop); //BUS CLOCK=96M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it; CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_104M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0xc0 | 0x0c;REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=208MHz; _asm(nop); //BUS CLOCK=104M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it; CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void SetBusCLK_120M(void){CLKSEL=0X00; //disengage PLL to systemPLLCTL_PLLON=1; //turn on PLLSYNR =0xc0 | 0x0d;REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; //pllclock=2*osc*(1+SYNR)/(1+REFDV)=240MHz; _asm(nop); //BUS CLOCK=120M_asm(nop);while(!(CRGFLG_LOCK==1)); //when pll is steady ,then use it; CLKSEL_PLLSEL =1; //engage PLL to system;}void main(void){EnableInterrupts;for(;;){_asm(nop);}}。
PLL知识简介
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//************MC9S12XS128内部锁相环模块PLL************//MC9S12XS128的时钟和复位发生器(Clocks and Reset Generator,CRG)模块,提供了锁相环(PLL)功能,单片机使用PLL功能能够获得更高的总线频率,这对于需要提高单片机运行速度的应用场合非常必要。
如在智能车系统制作中,特别是使用摄像头作为路径识别传感器的组别,就需要更高的单片机总线工作频率。
内部锁相环(IPLL)具有以下基本特征:•时钟参考分频器;•时钟后分频器;•可配置的内部滤波器(无外部引脚);•减少抖动和降低辐射的可选频率调制模块;•退出或进入锁定条件可产生中断请求;•自时钟工作模式。
2.6.1 CRG时钟合成寄存器(SYNR)读:任何时刻;写:除CLKSEL 寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。
VCOFRQ1,VCOFRQ0:这2位用于确定压控振荡器VCO的增益以获得频率最佳稳定性并锁定。
为了IPLL正常工作,必须根据表2-7中的实际VCO时钟频率配置这2位值。
PLL时钟频率以及由PLL产生的MCU总线时钟频率由下列公式计算:式中,SYNDIV的值由SYNR寄存器中的BIT5~BIT0确定,REFDIV值由REFDV寄存器中的BIT5~BIT0确定,POSTDIV值由POSTDIV寄存器中的BIT4~BIT0确定2.6.2 CRG时钟参考分频寄存器(REFDV)读:任何时刻;写:除CLKSEL 寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。
REFFRQ1,REFFRQ0:这2位用于配置PLL内部滤波器以获得频率最佳稳定性并锁定。
为了IPLL 正常工作,必须根据表2-8中的实际REF时钟频率设置这2位值。
REFDV5~REFDV0:这6位用于确定前述公式中的REFDV值2.6.3CRG时钟后分频寄存器(POSTDIV)读:任何时刻;写:除CLKSEL寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。
单片机 锁相环
![单片机 锁相环](https://img.taocdn.com/s3/m/eaf036134a73f242336c1eb91a37f111f1850d99.png)
单片机锁相环(Phase-Locked Loop,简称PLL)是一种电子电路,常用于调频合成、时钟同步、频率调制解调等应用中。
它能够将输入信号的相位与输出信号的相位保持同步,从而实现频率合成、频率转换和时钟同步等功能。
锁相环由以下几个主要部分组成:
1.相位比较器(Phase Detector):相位比较器用于比较输入信号和反馈信号的相位差,
产生一个误差信号作为反馈信号的基础。
这个误差信号表示了输入信号与反馈信号之间的相位差。
2.低通滤波器(Low-Pass Filter):误差信号经过低通滤波器,平滑成为一个连续的、稳
定的控制电压。
这个控制电压会影响振荡器的频率。
3.振荡器(Oscillator):振荡器产生一个基准信号,它的频率可以通过控制电压进行调
整。
这个基准信号被送入相位比较器,与输入信号进行比较。
4.频率分频器/乘频器(Frequency Divider/Multiplier):振荡器输出的信号可能需要分频
或乘频,以达到所需的输出频率。
5.反馈回路:反馈回路将振荡器的输出信号送回相位比较器,与输入信号进行比较。
通
过调整控制电压,使得输入信号和振荡器输出信号的相位保持同步,从而实现锁定。
单片机锁相环在通信、信号处理、无线电、时钟同步等领域具有广泛的应用,能够实现信号的频率合成、时钟同步、频率转换等功能,提高系统性能和稳定性。
基于51单片机的低频锁相环频率合成设计含原理图程序
![基于51单片机的低频锁相环频率合成设计含原理图程序](https://img.taocdn.com/s3/m/13492c95d5d8d15abe23482fb4daa58da0111c30.png)
基于51单片机的低频锁相环频率合成设计含原理图程序基于51单片机的锁相环频率合成器的设计。
使用PLL集成芯片CD4046,可编程分频芯片CD4522(同MC14522),使用LCD1602显示,频率由按键输入。
标准输入信号为1khz方波。
Altium Designer画的原理图如下:(附件中可下载工程文件)单片机源程序如下:1. #include <reg52.h>2. #include "key.h"3. #include "delay.h"4. #include "lcd1602.h"5.6. sbit led0 = P3^6;7. sbit led1 = P3^7;8.9. u8 temp[]="1234567890";10. u8 a[] = "PLL";11. u8 b[] = "fre: KHz";12. u8 c[] = "OK!";13. u8 d[] = " ";14.15.16. void main(){17.18. u8 key,ge=0,shi=0,bai=0;19. u16 fre;20. lcd1602_init();21. write_fre(1); //初始频率1KHz22. lcd1602_display_string(0,0,b);23.24. while(1){25. key = Key_Scan();26. switch(key){27. case ge_pres:28. lcd1602_display_char(0,6,temp[ge]);29. ge++;30. if(ge == 10) ge=0;31. lcd1602_display_string(1,0,d); //清除OK标志32. led0=0;33. led1=1;34. break;35.36. case shi_pres:37. lcd1602_display_char(0,5,temp[shi]);38. shi++;39. if(shi == 10) shi=0;40. lcd1602_display_string(1,0,d);41. led0=0;42. led1=1;43. break;44.45. case bai_pres:46. lcd1602_display_char(0,4,temp[bai]);47. bai++;48. if(bai == 10) bai=0;49. lcd1602_display_string(1,0,d);50. led0=0;51. led1=1;52. break;53.54. case enter_pres:55. fre = bai*100+shi*10+ge;56. ……………………57.58. …………限于本文篇幅余下代码请从51黑下载附件…………59.复制代码。
基于锁相环的单片机控制可控硅整流触发器
![基于锁相环的单片机控制可控硅整流触发器](https://img.taocdn.com/s3/m/4305d34cf7ec4afe04a1dfc7.png)
信号进行比较,当基准信号和压控振荡器信号频率与相位相同时,鉴相器的输出为零;当两信号的频率和相
位不同时,鉴相器的输出就产生一个误差电压,这个误差电压经过滤波环节,控制压控振荡器,使其输出频率
和相位与输入信号的频率和相位绝对匹配,锁相环路即实现了“锁相”["]A
增刊
郝媚美等:基于锁相环的单片机控制可控硅整流触发器
$(-
图 ! 电压波形图
" 结论
采用单片机来控制可控硅的触发,是可控硅应用的发展趋势,采用锁相技术保证单片机的计数脉冲相位与 电源相位严格保持同步可减小触发误差,使其更精确 # 本文的思路是在尽量少增加硬件的情况下,充分利用单 片机资源实现对三相全波全控桥整流触发的控制,对提高三相全波全控桥整流装置的可靠性具有实际意义 #
! "#$%&’"(% "%&))*% +(,"%(--*. /$ "#* ’&,)-*+#&0 /1’*. (, "#* 233
/4> C;:L;: MN;<O 3:<OP;<
(Q;@475L;<5 >R 08;957:948 0<O:<;;7:<O,,6SN>6 ’<:T;7U:5V,,6SN>6 !B###",DN:<4)
郑应文联系人研究员zhengywfzueducn晶闸管电力变流技术的核心控制技术是触发电路它要求触发电路的可靠性高对称性好早期的分离元件构成的触发电路由于元件参数的分散性同步电压波形畸变都会导致三相触发电路中各个触发器的移相特性不一致对称性可靠性差调试困难现已逐步被淘汰一些升级换代的计算机产品靠本身晶振构成的时钟决定触发角机内时钟不能与工频电源同步所以当工频电源频率有波动时必然产生触发误差虽对触发精度影响不是很大但属于原理性误差应设法消除采用单片机控制可控硅的触发是可控硅应用的发展趋势本文用mcs51系列单片机结合外围器件控制可控硅触发采用cd4046锁相环芯片再造一个和采样信号严格同步的信号来直接控制信号的采样和转换保证采样频率和信号基波频率的比值为固定值实现取样频率和信号基波频率的准确跟踪工频50hz锁相倍频原理工频电源的1个周期理论上是20ms但由于电网负荷的变化经常出现周期不严格等于20ms的情况为适应这种现实将单片机对周期的计时改为对频率的计数只要该频率为工频电源的倍频则每一倍频后的脉冲即代表一个固定的电角度若该倍频脉冲串与工频电源的相位严格锁定则这种方案可以从原理上消除电网频率不稳定造成的触发误差其原理如图1所示锁相环路是一个相位负反馈的闭合环路相位比较器也称鉴相器对基准输入信号和压控振荡器引入信号进行比较当基准信号和压控振荡器信号频率与相位相同时鉴相器的输出为零
PLL详解
![PLL详解](https://img.taocdn.com/s3/m/a873dc16f68a6529647d27284b73f242336c31f7.png)
PLL详解什么是锁相环呢?MCU的支撑电路一般需要外部时钟来给MCU提供时钟信号,而外部时钟的频率可能偏低,为了使系统更加快速稳定运行,需要提升系统所需要的时钟频率。
这就得用到锁相环了。
例如MCU用的外部晶振是16M的无源晶振,则可以通过锁相环PLL把系统时钟倍频到24M,从而给系统提供更高的时钟信号,提高程序的运行速度。
51单片机,AVR单片机内部没有锁相环电路,其系统时钟直接由外部晶振提供。
而XS128内部集成了锁相环电路,其系统时钟既可由外部晶振直接提供,也可以通过锁相环倍频后提供,当然,还有由XS128内部的时钟电路来提供(当其它来源提供的系统时钟不稳定时,内部时钟电路就起作用了,也就是自时钟模式)。
锁相环作为一个提供系统时钟的模块,是一个基本的模块,几乎每次编程序都得用到。
下面记一下怎样配置锁相环来设定想要的系统时钟。
锁相环PLL、自时钟模式和前面说的实时中断RTI、看门狗COP 都属于系统时钟与复位CRG中的模块,固前面用到的寄存器,这里有些会再用到。
在程序中配置锁相环的步骤如下:第一、禁止总中断;第二、寄存器CLKSEL的第七位置0,即CLKSEL_PLLSEL=0。
选择时钟源为外部晶振OSCCLK,在PLL程序执行前,内部总线频率为OSCCLK/2。
CLKSEL_PLLSEL=0时,系统时钟由外部晶振直接提供,系统内部总线频率=OSCCLK/2(OSCCLK为外部晶振频率)。
CLKSEL_PLLSEL=1时,系统时钟由锁相环提供,此时系统内部总线频率=PLLCLK/2 (PLLCLK为锁相环倍频后的频率)。
第三、禁止锁相环PLL,即PLLCTL_PLLON=0。
当PLLCTL_PLLON=0时,关闭PLL电路。
当PLLCTL_PLLON=1时,打开PLL电路。
第四、根据想要的时钟频率设置SYNR和REFDV两个寄存器。
SYNR和REFDV两个寄存器专用于锁相环时钟PLLCLK的频率计算,计算公式是:PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1)其中,PLLCLK为PLL模块输出的时钟频率;OSCCLK为晶振频率;SYNR、REFDV分别为寄存器SYNR、REFDV中的值。
stm32数字锁相环频率追踪原理
![stm32数字锁相环频率追踪原理](https://img.taocdn.com/s3/m/d93f209fc0c708a1284ac850ad02de80d4d806f0.png)
stm32数字锁相环频率追踪原理
STM32数字锁相环(Digital Phase Locked Loop,简称DPLL)是一种用于频率合成和时钟恢复的数字电路。
它的原理是通过比较输入信号和本地参考信号的相位差来调整本地时钟频率,以使两者保持同步。
在STM32微控制器中,数字锁相环通常用于时钟生成和恢复,以确保系统中各个部件的时钟信号同步和稳定。
数字锁相环的工作原理大致可以分为三个步骤,相位检测、数字控制和频率合成。
首先,输入信号和本地参考信号被送入相位检测器。
相位检测器比较这两个信号的相位差,并产生一个误差信号,该误差信号表示了输入信号和本地参考信号之间的相位偏差。
接下来,误差信号被送入数字控制环路,数字控制器根据误差信号来调整本地时钟的频率。
这个过程涉及到数字滤波、积分和微调等技术,以确保误差信号趋近于零,从而使本地时钟频率与输入信号保持同步。
最后,频率合成器根据数字控制器的输出来生成最终的时钟信
号。
这个时钟信号经过数字锁相环的调节后,频率和相位都与输入
信号保持一致。
在STM32中,数字锁相环通常用于时钟信号的生成和恢复,以
确保系统中各个模块的时钟同步和稳定。
通过调节数字锁相环的参数,可以实现对时钟信号的精确控制和频率追踪,从而满足不同应
用场景对时钟信号精度和稳定性的要求。
总的来说,STM32数字锁相环的频率追踪原理是通过相位检测、数字控制和频率合成等步骤来实现对输入信号的频率追踪和时钟恢复,从而保证系统中各个部件的时钟信号同步和稳定。
单片机控制的自动锁相调频发射机的设计
![单片机控制的自动锁相调频发射机的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/fd6e2df40242a8956bece455.png)
单片机控制的自动锁相调频发射机的设计摘要本文介绍了利用基于单片机AT89C2051控制锁相环组成调频发射电台的设计实现。
设计所选用的锁相环是采用Bi-CMOS工艺,具有吞除脉冲功能的单片串行集成锁相频率合成器芯片,具有很高的频率稳定度和极低的相位抖动,配合单片机可实现灵活方便的编程和控制。
关键词:锁相环频率合成器调频稳定度单片机AT89C20510 引言无线电技术诞生以来,信息传输和信息处理始终是其主要任务。
要将无线电信号有效地发射出去,天线的尺寸必须和电信号的波长为同一数量级[1]。
为了有效地进行传输,必须将携带信息的低频电信号调制到几十MHz~几百MHz以上的高频振荡信号上,再经天线发送出去。
为减小各种因素引起的系统不稳定,增强系统的可靠性,系统必须包括自动增益控制、自动频率控制和自动相位控制(锁相环)在内的反馈控制电路。
其中锁相环电路的性能就显得尤其重要。
本文所讨论的就是一个利用锁相环组成的直接调频信号合成器、小功率发射机并由此而组成一个调频发射电台的设计。
1 系统的整体设计方案1.1 调频发射电台基本原理发射电台的原理很简单,如图1所示,携带信息的低频电信号调制到一个高频信号中,再经高频功率放大器放大后由天线发射出去。
图1 发射电台的基本原理框图图2 系统整体实现框图1.2 整体实现框图[2]本设计采用锁相环直接调频的方案,使其不仅具有很高的频率稳定度(约10-6),还具有比较高的最大频偏量。
整体系统框图如图2所示。
晶振为振荡源提供基准频率信号,振荡源采用PLL频率合成方式。
调频利用调制信号直接加到压控振荡器上来实现的。
压控振荡器由变容二极管和晶体三极管组成电容三点式振荡器。
射频功率放大器采用效率比较高的丙类功放。
整个系统由单片机实现控制和显示频率等功能。
2.各主要部分原理2.1 锁相环的工作原理[3][4]锁相环最基本的结构如图3所示,由三个基本的部件组成:鉴相器(PD)、环路滤波器(LPF)和压控振荡器(VCO)。
基于单片机的锁相环频率合成器设计
![基于单片机的锁相环频率合成器设计](https://img.taocdn.com/s3/m/e4e52a1aac02de80d4d8d15abe23482fb4da02ab.png)
基于单片机的锁相环频率合成器设计1. 引言在现代通信系统和电子设备中,频率合成器是一个非常重要的电路模块,用于产生稳定的高精度时钟信号。
锁相环频率合成器是一种常用的频率合成器,它通过锁相环技术来实现输入信号与输出信号之间的频率转换。
本文将重点研究基于单片机的锁相环频率合成器设计。
2. 锁相环原理2.1 相位比较器相位比较器是锁相环中最基本的模块之一,它用于比较输入信号与反馈信号之间的相位差。
常见的相位比较器有两种类型:数字型和模拟型。
数字型相位比较器采用数字逻辑电路实现,具有高速度和稳定性;而模拟型相位比较器采用模拟电路实现,具有更高精度。
2.2 低通滤波器低通滤波器用于滤除输出信号中的高频噪声,并提供平稳且稳定的控制电压给振荡器。
在锁相环中,低通滤波器通常采用RC滤波网络或者积分放大电路来实现。
2.3 振荡器振荡器是锁相环中的核心部件,它产生稳定的输出信号,并通过反馈回路与相位比较器进行相位比较。
常见的振荡器类型有晶体振荡器、LC振荡器和压控振荡器等。
在本设计中,我们选择晶体振荡器作为基准信号源。
3. 设计流程3.1 系统框图设计首先,我们需要进行系统框图设计,确定锁相环频率合成器的基本结构和各个模块之间的连接方式。
在本设计中,系统框图主要包括相位比较器、低通滤波器、数字控制模块和输出模块。
3.2 相位比较器设计根据系统需求和性能指标,选择合适的相位比较器类型,并进行电路设计和参数选取。
在本设计中,我们选择数字型相位比较器,并采用逻辑门电路实现。
3.3 低通滤波器设计根据系统要求和频率范围选择合适的低通滤波网络或者积分放大电路,并进行电路参数计算与仿真分析。
在本设计中,我们选择RC滤波网络作为低通滤波器。
3.4 数字控制模块设计设计数字控制模块,用于控制锁相环频率合成器的工作状态和频率设置。
在本设计中,我们选择单片机作为数字控制模块的核心芯片,并通过编程来实现频率设置和状态控制。
3.5 输出模块设计设计输出模块,用于输出锁相环频率合成器产生的稳定时钟信号。
基于单片机的锁相环频率合成器设计毕业设计
![基于单片机的锁相环频率合成器设计毕业设计](https://img.taocdn.com/s3/m/216fb17c1ed9ad51f01df271.png)
基于单片机的锁相环频率合成器设计毕业设计目录摘要 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
Abstract ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
1绪论 .. (1)1.1 设计背景及意义 (3)1.2 锁相环频率合成器综述 (3)2基于单片机的锁相环频率合成器方案设计与论证 (4)2.1 课题研究的内容与要求 (4)2.2 方案的设计与选择 (4)2.3 设计原理 (5)2.3.1 锁相环基本原理 (6)2.3.2 锁相频率合成器的基本原理 (8)3 基于单片机的锁相环频率合成器设计方案 (10)3.1 硬件系统的设计 (10)3.1.1 74HC4046 (10)3.1.2 CD4522 (15)3.1.3 LCD1602 (16)3.1.4 AT89C51单片机 (18)3.2 软件系统设计 (22)3.2.1 软件系统主程序流程图 (22)3.2.2 键盘扫描流程图 (23)3.2.3 脉冲计数流程图 (24)4 电路仿真 (25)4.1 仿真软件介绍 (25)4.1.1 proteus (25)4.1.2 Keil编译软件 (26)4.2 硬件电路仿真 (27)4.2.1 锁相环模块 (27)4.2.2 4522分频器模块 (28)4.2.3 单片机模块 (29)4.2.4 显示及按键模块 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)附录A High Speed Digital Hybrid PLL Frequency Synthesizer (34)Abstract (34)INTRODUCTION (34)DH-PLL synthesizer (35)Simulation results and discussion (36)Conclusion (37)REFERENCES (37)附录B 高速数字混合锁相环频率合成器 (37)摘要 (38)1简介 (38)2.DH-PLL合成器 (38)3 仿真结果与讨论 (39)4 结论 (39)参考文献 (40)附录C 程序代码 (40)附录D 仿真结果 (44)1绪论锁相环路(PLL)是一个能够跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统,它在无线电技术的各个领域得到了很广泛的应用。
单片机锁相环代码
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单片机锁相环代码以下是一个简单的单片机锁相环(PLL)的代码示例。
请注意,这是一个非常基本的示例,您可能需要根据您的特定硬件和需求进行修改。
这个示例假设你使用的是一种常见的微控制器,如Arduino 或STM32,并且有一个函数可以读取某种类型的时钟源(例如,石英晶体振荡器或其他时钟源)。
c#include <stdint.h>// 假设你有一个函数来读取时钟源的频率uint32_t read_clock_source() {// 在这里实现读取时钟源频率的代码// 返回值应为时钟源的频率(以Hz为单位)return 12345678; // 例如,返回12,345,678 Hz}// 假设你有一个函数来设置输出频率void set_output_frequency(uint32_t frequency) {// 在这里实现设置输出频率的代码// 参数应为所需的输出频率(以Hz为单位)}int main() {// 初始化锁相环参数uint32_t reference_frequency = read_clock_source(); // 读取参考频率uint32_t output_frequency = 1000000; // 设置输出频率为1 MHz// 锁定输出频率到参考频率while (1) {uint32_t error = reference_frequency - output_frequency; // 计算误差if (error > 1000) { // 如果误差大于1 kHzoutput_frequency += 1; // 增加输出频率} else if (error < -1000) { // 如果误差小于-1 kHzoutput_frequency -= 1; // 减少输出频率} else {break; // 如果误差在±1 kHz范围内,锁定输出频率到参考频率}set_output_frequency(output_frequency); // 设置新的输出频率}return 0;}请注意,这个示例代码非常基础,并且没有包括许多可能需要的功能,例如抗抖动、平滑的频率调整等。
基于单片机的锁相环频率合成器设计
![基于单片机的锁相环频率合成器设计](https://img.taocdn.com/s3/m/420c9b7dff4733687e21af45b307e87101f6f817.png)
基于单片机的锁相环频率合成器设计摘要:本文介绍了一种基于单片机的锁相环(PLL)频率合成器设计。
该频率合成器采用了数字式频率合成技术,可实现在1MHz至40MHz的频率范围内的频率锁定。
系统采用C8051F340单片机作为主控芯片,通过程序控制实现倍频器、除频器和加减频器的频率合成,而将合成后的频率与参考信号进行比较并通过反馈控制调整产生高精度、稳定的合成信号。
实验测试表明,该频率合成器具有良好的稳定性和合成精度。
关键词:锁相环,频率合成器,单片机,数字式频率合成,反馈控制Abstract:This paper describes a design of phase-locked loop (PLL) frequency synthesizer based on single-chip microcontroller. The frequency synthesizer integrates the digital frequency synthesis technology and can achieve frequency lock within the frequency range of 1MHz to 40MHz. The system usesC8051F340 single-chip microcontroller as the main control chip, which controls the frequency synthesis of the multiplier, frequency divider and adder/subtractor through programming. The synthesized frequency is compared with the reference signal and feedback control is used to adjust the generated frequency to achieve high-precision and stable synthesis signal. Experimental tests show that the frequency synthesizer has good stability and synthesis accuracy.Keywords: Phase-locked loop, frequency synthesizer, single-chip microcontroller, digital frequency synthesis, feedback control正文:引言锁相环(PLL)频率合成器是一种常用的高频信号源。
单片机 锁相环
![单片机 锁相环](https://img.taocdn.com/s3/m/2858aeb67d1cfad6195f312b3169a4517723e5a1.png)
单片机锁相环【最新版】目录1.单片机概述2.锁相环的概念与原理3.锁相环在单片机中的应用4.锁相环的优势与局限性正文【1.单片机概述】单片机(Microcontroller Unit,简称 MCU)是一种集成了 CPU、存储器、外设接口等多种功能于一体的微型计算机。
由于其体积小、成本低、功耗低、功能强大等特点,被广泛应用于嵌入式系统中,如智能家居、自动控制、消费电子等领域。
【2.锁相环的概念与原理】锁相环(Phase-Locked Loop,简称 PLL)是一种用于同步两个频率信号的电路,主要由相位检测器、滤波器和电压控制振荡器(VCO)等部分组成。
当输入信号的频率与参考信号的频率相差较小时,锁相环能够实现两个信号的同步。
【3.锁相环在单片机中的应用】锁相环在单片机中的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面:(1)时钟同步:在嵌入式系统中,时钟同步对于数据的准确传输和处理器的稳定运行至关重要。
锁相环可以用于将外部高速时钟信号同步到单片机内部时钟,从而保证系统稳定性。
(2)频率合成:锁相环可以用于生成不同频率的信号,以满足系统中多种信号的需求。
(3)通信领域:在无线通信中,锁相环可以用于实现信号的同步和解调,提高通信质量。
【4.锁相环的优势与局限性】锁相环的优势主要体现在以下几个方面:(1)同步精度高:锁相环能够实现输入信号与参考信号的精确同步,提高系统性能。
(2)适应性强:锁相环能够适应不同频率信号的同步需求,具有较广泛的应用范围。
然而,锁相环也存在一定的局限性:(1)对输入信号质量要求较高:当输入信号质量较差时,锁相环的同步性能会受到影响。
(2)易受干扰:锁相环的工作原理使其容易受到外部干扰,如电磁干扰等。
综上所述,锁相环在单片机中具有广泛的应用,可以实现时钟同步、频率合成等功能。
锁相环频率合成器的单片机控制
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锁相环频率合成器的单片机控制摘要:本文介绍了单片机控制的锁相环频率合成器,通过单片机控制可编程分频器分频比来控制合成器的频率,并阐述了单片机控制系统的硬件结构及软件的设计方法。
关键词:单片机锁相环频率合成分频比中图分类号:tp273 文献标识码:a 文章编号:1007-9416(2012)01-0020-02现代频率合成技术正朝着高性能、小型化的方向发展,频率合成器是雷达、无线电台等电子系统中关键的部件之一,为系统提供高精度的信号。
传统锁相环路只能实现单一频率的合成,为了实现大量离散频率的输出,就必须借助于单片机系统。
将锁相环路和单片机相结合的频率合成技术,在通信、导航和测量等先进技术领域中都有广泛的应用。
本文介绍了利用大规模集成锁相环频率合成芯片lmx2315构成的频率合成器,该合成器在单片机at89c51的控制下实现了输出信号的自动频率合成。
它可作为标准信号源使用,而且具有高精度、高可靠性等特点,其输出信号频率从105~125mhz,步进频率为1khz。
其结构如图1所示。
1、集成锁相环频率合成芯片lmx2315美国国家半导体公司(national semiconductor)生产的lmx2315是一种高性能的集成锁相环频率合成器芯片,详细资料见参考文献[1],它在一块很小的芯片内集成了锁相式频率合成器的多个重要部件,它主要包含了数字鉴相器、参考振荡器、参考分频器、程序分频器、双模前置分频器以及电流开关电荷泵等电路。
lmx2315的clk,data,le三个管脚分别为时钟端、数据端与使能端,这三个管脚需要与控制器件相连,接收由单片机传过来的控制信号,以得到合成指定频率所要求的分频比,这三个控制信号的时序要求如图2所示。
data端的数据需要串行传送。
lmx2315内部含有一个19位的移位寄存器、14位的r计数器、1位锁存器s和18位的n计数器。
数据在时钟上升沿输入到19位的移位寄存器,先进入最高位,最低位是控制位。
锁相环程序的编制
![锁相环程序的编制](https://img.taocdn.com/s3/m/a492b1c45fbfc77da269b185.png)
PIC16C54C锁相环程序设计说明参考资料:MB15E07SL.PDFPIC16C54X.PDF340M多频点窄带高速图像传输系统中锁相环是利用PIC单片机程序控制MB15E07SL芯片实现的,下面就其实现过程加以陈述。
一、PIC16C54C单片机PIC16C54C为8位单片机,指令字长12位,全部指令都是单字节指令,系统为哈佛结构,数据总线和程序总线各自独立分开,数据总线宽度为8位,程序总线宽度为12位,内部程序存储器为512×12位,内部数据寄存器为32×8位。
PIC16C54C有12根双向可独立编程I/O引脚,分为PortA和PortB两个端口,其中PortA为RA0~RA3,PortB为RB0~RB7,每根I/O引脚可由程序来编程决定其输入输出方向。
PIC16C54C提供四种可选振荡方式:-RC,低成本的阻容振荡方式-XT,标准晶体/陶瓷振荡-HS,高速晶体/陶瓷振荡-LP,低功耗,低频晶体振荡我们在设计中采用的是XT,标准晶体/陶瓷振荡方式。
二、MB15E07SL数字锁相环芯片MB15E07SL是一个串行输入的相位循环锁定频率合成器。
具有以下特点:1、高频操作:最大2.5GHz2、两种预分频系数32和643、工作电压2.4V~3.6V4、串行输入14位可编程参考分配器5、二进制7位抑制计数器6、二进制11位可编程计数器7、软件可选充电棒电流8、内置相位控制和相位比较锁相环的分频频率计算公式:fo=[(M×N) +A] ×fi÷R,(A<N)fo:外部电压控制振荡器的输出频率;M:预分频系数(32或64)N:预置二进制11位可编程计数器(3~2047)A:预置二进制7位抑制计数器(0~127)fi:参考频率振荡器的输出频率R:串行输入14位可编程参考分配器(3~16383)计算公式中的各参数通过外部信号串行输入MB15E07SL内部的19位移位寄存器,并载入锁存生效,其中19位移位寄存器各控制位的定义参见表1和表2。
实验五:数字锁相环与位同步
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实验五:数字锁相环与位同步一、实验目的1. 掌握数字锁相环工作原理以及触发式数字锁相环的快速捕获原理。
2. 掌握用数字环提取位同步信号的原理及对信息代码的要求。
3. 掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。
二、实验内容1. 观察数字环的失锁状态、锁定状态。
2. 观察数字环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差、信息代码的关系。
3. 观察数字环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。
三、基本原理可用窄带带通滤波器,锁相环来提取位同步信号。
实验一中用模数混合锁相环(电荷泵锁相环)提取位同步信号,它要求输入信号是一个准周期数字信号。
实验三中的模拟环也可以提取位同步信号,它要求输入准周期正弦信号。
本实验使用数字锁相环提取位同步信号,它不要求输入信号一定是周期信号或准周期信号,其工作频率低于模数环和模拟环。
用于提取位同步信号的数字环有超前滞后型数字环和触发器型数字环,此实验系统中的位同步提取模块用的是触发器型数字环,它具有捕捉时间短、抗噪能力强等特点。
位同步模块原理框图如图5-1所示,电原理图如图5-2所示(见附录)。
其内部仅使用+5V电压。
位同步器由控制器、数字锁相环及脉冲展宽器组成,数字锁相环包括数字鉴相器、量化器、数字环路滤波器、数控振荡器等单元。
下面介绍位同步器的工作原理。
数字锁相环是一个单片机系统,主要器件是单片机89C51及可编程计数器8254。
环路中使用了两片8254,共六个计数器,分别表示为8254A0、8254A1、8254A2、8254B0、8254B1、8254B2。
它们分别工作在M0、M1、M2三种工作模式。
M0为计数中断方式,M1为单稳方式,M2为分频方式。
除地址线、数据线外,每个8254芯片还有时钟输入端C 、门控信号输入端G 和输出端O 。
数字鉴相器电原理图及波形图如图5-3(a )、图5-3(b )所示。
输出信号宽度正比于信号ui 及uo 上升沿之间的相位差,最大值为ui 的码元宽度。
锁相环原理及应用
![锁相环原理及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/f1de4add9e314332396893df.png)
锁相电路(PLL)及其应用自动相位控制(APC)电路,也称为锁相环路(PLL),它能使受控振荡器的频率和相位均与输入参考信号保持同步,称为相位锁定,简称锁相。
它是一个以相位误差为控制对象的反馈控制系统,是将参考信号与受控振荡器输出信号之间的相位进行比较,产生相位误差电压来调整受控振荡器输出信号的相位,从而使受控振荡器输出频率与参考信号频率相一致。
在两者频率相同而相位并不完全相同的情况下,两个信号之间的相位差能稳定在一个很小的范围内。
目前,锁相环路在滤波、频率综合、调制与解调、信号检测等许多技术领域获得了广泛的应用,在模拟与数字通信系统中已成为不可缺少的基本部件。
一、锁相环路的基本工作原理1.锁相环路的基本组成锁相环路主要由鉴频器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)三部分所组成,其基本组成框图如图3-5-16所示。
图1 锁相环路的基本组成框图将图3-5-16的锁相环路与图1的自动频率控制(AFC)电路相比较,可以看出两种反馈控制的结构基本相似,它们都有低通滤波器和压控振荡器,而两者之间不同之处在于:在AFC环路中,用鉴频器作为比较部件,直接利用参考信号的频率与输出信号频率的频率误差获取控制电压实现控制。
因此,AFC系统中必定存在频率差值,没有频率差值就失去了控制信号。
所以AFC系统是一个有频差系统,剩余频差的大小取决于AFC系统的性能。
在锁相环路(PLL)系统中,用鉴相器作为比较部件,用输出信号与基准信号两者的相位进行比较。
当两者的频率相同、相位不同时,鉴相器将输出误差信号,经环路滤波器输出控制信号去控制VCO ,使其输出信号的频率与参考信号一致,而相位则相差一个预定值。
因此,锁相环路是一个无频差系统,能使VCO 的频率与基准频率完全相等,但二者间存在恒定相位差(稳态相位差),此稳态相位差经鉴相器转变为直流误差信号,通过低通滤波器去控制VCO ,使0f 与r f 同步。
2.锁相环路的捕捉与跟踪过程当锁相环路刚开始工作时,其起始时一般都处于失锁状态,由于输入到鉴相器的二路信号之间存在着相位差,鉴相器将输出误差电压来改变压控振荡器的振荡频率,使之与基准信号相一致。
锁相环频率合成器的单片机控制
![锁相环频率合成器的单片机控制](https://img.taocdn.com/s3/m/fcb7f60fae45b307e87101f69e3143323868f55f.png)
锁相环频率合成器的单片机控制锁相环频率合成器是一种电路,可以根据外部信号控制输出信号的频率。
单片机可以通过将其作为其输入和输出控制,从而实现更加精确的频率控制。
在本文中,我们将讨论单片机如何控制锁相环频率合成器并提高它的精度。
首先,让我们简要了解一下锁相环频率合成器的工作原理。
该电路由一个称为振荡器的部件开始。
这个振荡器输出一个参考信号,然后将它传递给一个称为相位检测器的部件。
相位检测器是用来比较输入信号和参考信号,然后输出一个表示两者差异的数字信号。
这个数字信号被发送到一个叫做锁相环的回路。
锁相环的作用是调整振荡器的频率,使其与外部信号相同。
最终,锁相环输出与外部信号相同的频率信号。
在单片机控制下,我们希望锁相环频率合成器能够更加精确地匹配外部信号的频率。
为了实现这个目标,我们可以将单片机作为参考信号的输入,这样就可以在程序中精确地控制参考信号的频率。
同时,我们可以利用单片机的计时器和中断功能来监控相位检测器输出的数字信号,并根据需要对振荡器的频率进行微调。
例如,假设我们需要在50Hz的频率下工作。
我们可以在单片机程序中设置一个计时器,该计时器每20毫秒(即1 / 50秒)触发一次中断。
在中断处理程序中,我们可以读取相位检测器的输出并根据信号差异进行微调。
如果相位差异较大,我们就可以增加振荡器的频率。
相反,如果相位差异较小,则可以降低振荡器的频率。
通过这种方式,我们可以大大提高锁相环频率合成器的精度和稳定性。
总之,单片机控制锁相环频率合成器可以有效地提高频率控制的精度和稳定性。
通过将单片机作为参考信号的输入和利用计时器和中断功能,我们可以实现更加精确的频率控制并根据需要微调振荡器的频率。
如果你准备使用锁相环频率合成器,不妨考虑一下单片机控制,以获得更好的性能。
基于单片机的简易数字锁相环设计.
![基于单片机的简易数字锁相环设计.](https://img.taocdn.com/s3/m/999e207a5901020207409cb0.png)
基于单片机的简易数字锁相环设计通过捕获中断和周期中断获取的输入、输出相差,经过分段式变PI控制器,计算出载波周期的补偿量,采用分组线性插补再调制技术,改变了每个载波周期值,从而实现了高精度数字锁相功能。
在此,给出了硬件实现电路及软件流程图。
通过实验验证了该方案的可行性。
1 引言随着信息技术的迅速发展和计算机的日益普及,对电源系统供电质量和可靠性的要求越来越高,不间断电源(UPS)的应用也越来越广泛。
在运行时,要求UPS的输出电压、频率和相位都与市电保持一致,这样才能在市电发生变化时保证UPS 向负载提供不间断、稳定的电能,且不对负载产生过大的冲击。
所以,UPS中的逆变器须有锁相环节,以保证UPS与市电的同步。
同步锁相控制应具备下述功能:①当电网频率满足精度要求时,使逆变器与电网同步运行;②当电网频率超出精度要求范围或电网发生故障时,使逆变器与内部高精度的基准频率同步运行。
此外,两种状态之间的转换要平稳,以免造成转换过程中逆变器工作频率的剧烈抖动。
锁相可分为模拟锁相和数字锁相。
与传统的模拟锁相相比,数字锁相不仅能简化硬件电路的设计,降低成本,还可解决模拟电路中需要调整电路参数,以及器件的老化和温漂等问题,大大提高了电路的可靠性和锁相精度。
在此,讨论了逆变器的输出电压数字锁相技术[1,2]。
2数字锁相环2.1 锁相原理锁相环是一个闭环的相位控制系统,能够自动跟踪输入信号的频率和相位。
图1示出普通的模拟锁相环控制框图。
它由鉴相器(PD)、低通滤波器 (LPF)和压控振荡器(VCO)组成。
通过将VCO的输出电压信号uout(t)和电网电压的采样信号uin(t)这两路频率与相位不同的信号送入鉴相器,生成误差信号Ue(t),该信号是相位差的线性函数。
ue(t)经过低通滤波器后输出电压信号UD(t)。
VCO 在uc(t)的控制下将改变uout(t)的频率和相位,以减小uout(t)的频率和相位差。
500)this.style.width=500;"border=0>在UPS的数字化控制中,传统的模拟锁相环改变为用软件实现的数字锁相环。
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3 环路滤波器:用于对鉴相器的输出信号进行滤波和平滑,大多数情形下是一个低通
滤波器,用于滤除由于数据的变化和其他不稳定因素对整个模块的影响。
从上可以看出,大致有如下框图:
┌—————┐ ┌—————┐ ┌———————┐
→—┤ 鉴相器 ├—→—┤环路滤波器├—→—┤受控时钟发生器├→┬—→
PLL:Phase Locked Logic 相同步逻辑
锁相环的用途是在收、发通信双方建立载波同步或位同步。因为它的工作过程是一个自动频率(相位)调整的闭合环路,所以叫环。锁相环分模拟锁相环和数字锁相环两种。
模拟锁相环主要由相位参考提取电路、压控振荡器、相位比较器、控制电路等组成。压控振荡器输出的是与需要频率很接近的等幅信号,把它和由相位参考提取电路从信号中提取的参考信号同时送入相位比较器,用比较形成的误差通过控制电路使压控振荡器的频率向减小误差绝对值的方向连续变化,实现锁相,从而达到同步。
DDS是一种全数字化的频率合成器,由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后,输出信号的频率取决于频率控制字,频率分辨率取决于累加器位数,相位分辨率取决于ROM的地址线位数,幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。
DDS有如下优点:⑴ 频率分辨率高,输出频点多,可达 个频点(N为相位累加器位数);⑵频率切换速度快,可达us量级;⑶ 频率切换时相位连续;⑷ 可以输出宽带正交信号;⑸ 输出相位噪声低,对参考频率源的相位噪声有改善作用;⑹可以产生任意波形;⑺ 全数字化实现,便于集成,体积小,重量轻,因此八十年代以来各国都在研制和发展各自的DDS产品,如美国QUALCOMM公司的Q2334,Q2220;STANFORD公司的STEL-1175,STEL-1180;AD公司的AD7008,AD9850,AD9854等。这些DDS芯片的时钟频率从几十兆赫兹到几百兆赫兹不等,芯片从一般功能到集成有D/A转换器和正交调制器。
而一般情形下,这种锁相环的三个组成部分和相应的运作机理是:
1 鉴相器:用于判断锁相器所输出的时钟信号和接收信号调频的时钟发生器器:用于根据鉴相器所输出的信号来适当的调节锁相器
内部的时钟输出信号的频率或者相位,使得锁相器完成上述的固定相差功能;
锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成。鉴相器用来鉴别输入信号Ui与输出信号Uo之间的相位差 ,并输出误差电压Ud 。Ud 中的噪声和干扰成分被低通性质的环路滤波器滤除 ,形成压控振荡器(VCO)的控制电压Uc。Uc作用于压控振荡器的结果是把它的输出振荡频率fo拉向环路输入信号频率fi ,当二者相等时,环路被锁定 ,称为入锁。维持锁定的直流控制电压由鉴相器提供,因此鉴相器的两个输入信号间留有一定的相位差。锁相环最初用于改善电视接收机的行同步和帧同步,以提高抗干扰能力。20世纪50年代后期随着空间技术的发展,锁相环用于对宇宙飞行目标的跟踪、遥测和遥控。60年代初随着数字通信系统的发展,锁相环应用愈广,例如为相干解调提取参考载波、建立位同步等。具有门限扩展能力的调频信号锁相鉴频器也是在60年代初发展起来的。在电子仪器方面,锁相环在频率合成器和相位计等仪器中起了重要作用.
数字锁相环主要由相位参考提取电路、晶体振荡器、分频器、相位比较器、脉冲补抹门等组成。分频器输出的信号频率与所需频率十分接近,把它和从信号中提取的相位参考信号同时送入相位比较器,比较结果示出本地频率高了时就通过补抹门抹掉一个输入分频器的脉冲,相当于本地振荡频率降低;相反,若示出本地频率低了时就在分频器输入端的两个输入脉冲间插入一个脉冲,相当于本地振荡频率上升,从而达到同步。
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PLL:phase Locked Loop 相同步回路, 锁相回路,用来统一整合时脉讯号,使内存能正确的存取资料。
锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成。鉴相器用来鉴别输入信号Ui与输出信号Uo之间的相位差 ,并输出误差电压Ud 。Ud 中的噪声和干扰成分被低通性质的环路滤波器滤除 ,形成压控振荡器(VCO)的控制电压Uc。Uc作用于压控振荡器的结果是把它的输出振荡频率f。拉向环路输入信号频率fi ,当二者相等时,环路被锁定 ,称为入锁。维持锁定的直流控制电压由鉴相器提供,因此鉴相器的两个输入信号间留有一定的相位差。锁相环最初用于改善电视接收机的行同步和帧同步,以提高抗干扰能力。20世纪50年代后期随着空间技术的发展,锁相环用于对宇宙飞行目标的跟踪、遥测和遥控。60年代初随着数字通信系统的发展,锁相环应用愈广,例如为相干解调提取参考载波、建立位同步等。具有门限扩展能力的调频信号锁相鉴频器也是在60年代初发展起来的。在电子仪器方面,锁相环在频率合成器和相位计等仪器中起了重要作用.
锁相环 锁相环(phase-locked loop):为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法,主要有VCO(压控振荡器)和PLL IC ,压控振荡器给出一个信号,一部分作为输出,另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较,为了保持频率不变,就要求相位差不发生改变,如果有相位差的变化,则PLL IC的电压输出端的电压发生变化,去控制VCO,直到相位差恢复!达到锁频的目的!!能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。
锁相环有很多种类,可以是数字的也可以是模拟的也可以是混合的,可以用于恢复载波
也可以用于恢复基带信号时钟
锁相环
锁相环:为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法,主要有VCO(压控振荡器)和PLL IC ,压控振荡器给出一个信号,一部分作为输出,另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较,为了保持频率不变,就要求相位差不发生改变,如果有相位差的变化,则PLL IC的电压输出端的电压发生变化,去控制VCO,直到相位差恢复!达到锁频的目的!!能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。
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可见,是一个负反馈环路结构,所以一般称为锁相环(PLL: Phase Locking Loop)
直接数字频率合成(DDS—Digital Direct Frequency Synthesis)技术是一种新的频率合成方法,是频率合成技术的一次革命,JOSEPH TIERNEY等3人于1971年提出了直接数字频率合成的思想,但由于受当时微电子技术和数字信号处理技术的限制,DDS技术没有受到足够重视,随着电子工程领域的实际需要以及数字集成电路和微电子技术的发展,DDS技术日益显露出它的优越性。
锁相环是指一种电路或者模块,它用于在通信的接收机中,其作用是对接收
到的信号进行处理,并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说,对于接收
到的信号,仿制一个时钟信号,使得这两个信号从某种角度来看是同步的(
或者说,相干的)。
由于锁定情形下(即完成捕捉后),该仿制的时钟信号相对于接收到的信号
中的时钟信号具有一定的相差,所以很形象地称其为锁相器。