锁相环工作原理

接收频 率范围
收音机性能测试表格
最大不失真 输出功率
频率精度
接收 灵敏度
镜像抑制性
自动搜台 误差
LOGO
R9 VD 2.6-9.8V
10K
C121 C131
45
47uF
222 102
BU2614锁相环电路图
BU2614为串口 锁相环，外围 电路简单，连 线少。PD输出 接由三极管构 成的环路滤波 器。
cpu 21
五. 测试方案及测试表
使用多台高频信号源设定频率为88MHz～108MHz之间， 调制信号频率范围100Hz～15000Hz，最大频偏75kHz， 同时输出。测试接8欧姆喇叭端输出信号。
一. 实验目的
掌握锁相环电路的工作原理； 了解收音机的工作原理及设计方法； 掌握调频、解调原理，了解鉴频电路； 掌握单片机的工作原理，了解单片机最小系统。
二. 实验原理
1
频率调制原理
频率信号的瞬时角频率可以表示为：
FM (t) c K f m(t)
K f 为频偏常数(调制常数)，表示调 频器的调频灵敏度，此时：
nc
nc
fm in fm if in
fe gnd amif in
ifout
bs
28 220uF 0.1uF
27
26 100uF
25 C6
10uF
24 0.1uF C7
23 C12
0.1uF
22 10uF C13
21 C8
4.7uF
20
C9
19
47uF
18
C10
17
16
15 0.01uF
C14
Vsat
xin pd ce vdd1
15 1K R77
14
10K
C62
C444
4 clk vdd2 13
C355 data fmin 12
100pF 10uF
C55 6 cd am in 11 7 p0 p2 10 8 p1 if in 9
C59 Fosc 0.1uF
bu2614
+12
R10
R11
100K
10K
调频波解调原理
其中高频放大、混频、中频滤波、放
大、鉴频以及音频信号的输出都是由专用的 解调芯片CXA1691完成的。
本振频率为 fL ，FM中心频率为 fC ， 中频为 fI fL fC 10.7MHz ( fL fC ) ，故 fL 的范围为98.7MHz-118.7MHz。当输入信号频 率 f ' fL 且 fI f ' fL 10.7MHz 时，该频 率的噪声也能通过中频放大器，这就是镜像 干扰，所以输入信号要通过一个带通滤波器， 使镜像信号能够被衰减。通常使用LC滤波器。
FM (t) FM (t)dt ct K f m(t)dt
调频信号的时域表达式为：
SFM (t) Acos[ct K f m(t)dt]
设m(t) Am cos mt 为模拟时域信号，则
SFM
(t)
A cos[ct
K f Am
m
sin mt]
FM调制模拟波形示意图
二. 实验原理
2
收音机整体框图
二. 实验原理
3
集成解调芯片原理
CXA1691S是专 门为AM/FM收音 机设计的集成电 路芯片。它提供 了从射频放大、 混频、中频放大、 正交鉴频到音频 功放输出的全部 功能，所需的外 围元件较少。
调谐指示信号图
CXA1691的19号脚为调谐指示信号 输出，随电台强弱信号的变化如图 所示，有电台时输出电压最低。可 使用此脚作为自动收台时的判断。
6
fm osc
7 1pF 8
fm rf
9 10
C4 103
11
12
13
C3
14
10uF
mute gnd
fm discri af out
nf
vcc
vol ripple
am osc af in
afc det out
fm osc agc afc
reg agc afc
fm rf if gnd
am in meter
鉴相器（PD）： 对输入的参考 频率(相位)和分频后的频率进行 比较，根据频率(相位)之差产生 对应的输出电压；
三. 实验设备和器件
示波器 直流稳压源 高频信号源
四. 实验内容
1 、CXA1691主体电路
主要电路部分为本振VCO与谐振回路，所有接地与 电源以及不使用的引脚都接去耦合电容或接地，去耦 合电容可以减小噪声。Vsat 送入CD4046进行V/F转化， 当调谐后输出压最小。Fosc out 是供测量之用，其必 须通过一个小电容才能接出，否则可能受示波器探头 影响而观察不到正确波形。Vsat输出到CD4046作V/F转 换。AFC可以通过小电容（约3-5pF）接到Fosc上，在 芯片内部起频率自动控制作用。
cxa1691
CF2
R5
300
CXA1691解调电路图
四. 实验内容
2、锁相环电路
R44 4.7K
R20 1K R33 1K
1K
R22
+5
C60
0.1uF 10uF
100pF 10uF
470pF
R65
R8
C22 33pF
33pF
1 xout vss 16 R56
470
C61 334pF
10K
2 3
二. 实验原理
4
锁相环工作原理
压控振荡器(VCO)：产生射频信 号。其输出频率受到控制电压的 影响，大多数VCO的输出频 率随 控制电压升高而升高，即具有正 斜率；
分频器（Div）：对VCO的输出 频率进行分频，使频率降下来以 便于处理；
锁相环基本框图
低通滤波器(LPF)：对鉴相器输出的电压进行 滤波，为VCO提供干净 的控制电压，同时为系 统提供一定的稳定裕量，该低通滤波器也称为 环路滤波器。
四. 实验内容
+5
DAC/PLL
fosc
R7
100K
C15
1000pF
D2
C16
5pF
R6 100K
0.05uH
C19 D1
1000pF
C18 5pF
33pF
0.05uH
C5
C17
R2
R1
C1
5pF
1Fra Baidu bibliotekK
100
0*.1uF
C11
fm osc 50K
fm rf
1
CF3 2
C26
3
R3 4.7uF
4
C22 5