與石英晶體振蕩器等效的頻率穩(wěn)定的1~399KHZ PLL合成振蕩電路

電路的功能

如果要求振蕩頻率準(zhǔn)確、穩(wěn)定度好，采用石英晶體振蕩器作本振的PLL合成振蕩電路是比較合適的。但本電路采用了C-MOS型的PLL IC（4046），VCO輸出為方波，能以1KHZ為一級(jí)在1KHZ~399KHZ范圍內(nèi)連續(xù)變化。全部采用C-MOS組件，為電池驅(qū)動(dòng)的便攜式頻率發(fā)生器，可作為脈沖編碼器等的模擬信號(hào)源用。

電路的工作原理

PLL合成振蕩電路的最基本構(gòu)成是由基準(zhǔn)振蕩器、相位比較器、環(huán)路濾波器、電壓控制振蕩器、可編程分頻器等組成的反饋環(huán)路。本電路可以看作是把基準(zhǔn)頻率FM放大N倍的頻率倍增電路。

基準(zhǔn)振蕩就是把1MHZ或100KHZ的石英晶體振蕩器輸出進(jìn)行1/1000或1/100分頻，產(chǎn)生1KHZ的信號(hào)，與1/N分頻電路的輸出進(jìn)行比較。4046內(nèi)部有兩個(gè)系統(tǒng)相位比較器，PC1是“異-或”邏輯；A、B輸入的占空比必須為1：1，所以在輸入端加了JK-FF1/2分頻電路。PC2是用脈沖邊工作的相位比較器。

相位比較器可獲得與相位差或頻率差相對(duì)應(yīng)的輸出，例如，分頻器輸出FO/N如果低于FO，PC2輸出電壓就會(huì)上升，并使VCO頻率上升，使VCO頻率上升，使FO/N=FE，環(huán)路趨于穩(wěn)定。

VCO是多諧振蕩電路，設(shè)計(jì)的振蕩頻率范圍可到1KHZ以上、399KHZ以下，因而留有余量。如果接近極限頻率，或VCO有漂移時(shí)，就不能進(jìn)行頻率鎖定。VCO的頻率可變范圍越在，起伏就越大，要求信號(hào)純度高時(shí)，要在穩(wěn)定的范圍內(nèi)進(jìn)行量程切換。本電路設(shè)定了500倍的可變范圍，所以R1=6.8K，R2=100M，C1=51PF。

環(huán)路濾波器是決定改變頻率時(shí)的響應(yīng)的重要因素，只用單節(jié)低通濾波器使電路達(dá)到穩(wěn)定很費(fèi)時(shí)間，不實(shí)用，所以加了超前補(bǔ)償電阻R4。

可編程分頻器用了三個(gè)4522進(jìn)行級(jí)聯(lián)，最大可分頻1/999設(shè)定數(shù)據(jù)為C-MOS正邏輯電平，若直接用熱敏開(kāi)關(guān)設(shè)定，要在各輸入端加10K的下拉電阻。

調(diào)整

構(gòu)成反饋環(huán)路的電路，環(huán)路內(nèi)出現(xiàn)異常也很難發(fā)現(xiàn)，在調(diào)試時(shí)，可以切斷環(huán)路，以各電路塊為單位進(jìn)行檢測(cè)，首先從VCO的控制輸入端輸入0~5V電奪，檢驗(yàn)振蕩頻率范圍，然后檢測(cè)分頻器，至于環(huán)路濾波器的調(diào)整，可改變R4，調(diào)整最佳響應(yīng)。