运放锁相环工作原理

运放锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）是一种利用反馈控制系统实现精确频率和相位同步的电子电路。其主要原理是通过不断调整输出信号的频率和相位，使其与参考信号完全同步，即输出信号的相位与参考信号的相位保持恒定的关系。

运放锁相环通常包括以下组成部分：

1. 相位比较器（Phase Comparator）：用于比较输入信号和参考信号的相位差，输出相位差的大小。

2. 电压控制振荡器（Voltage-Controlled Oscillator，VCO）：根据相位比较器的输出信号，调整输出信号的频率和相位。

3. 电荷泵（Charge Pump）：将相位比较器的输出信号转换成电流，用于控制VCO的频率。

4. 低通滤波器（Low-Pass Filter）：将电荷泵输出的脉冲电流转化为平滑的控制电压，用于调整VCO的频率。

5. 分频器（Divider）：用于将VCO输出的信号进行分频，得到与参考信号相同频率的信号，以供相位比较器进行比较。

工作原理如下：

1. 初始状态下，VCO输出的频率和相位与参考信号不同。

2. 相位比较器比较VCO输出信号和参考信号的相位差，产生误差信号。

3. 误差信号经过电荷泵转换为控制电流，通过低通滤波器平滑处理后作用于VCO。

4. VCO受到控制电流的作用，调整输出信号的频率和相位，使其与参考信号相位同步。

5. 若VCO输出信号的相位与参考信号相位仍存在微小差异，则相位比较器会不断输出误差信号，经过电荷泵和低通滤波器的处理，最终使VCO输出与参考信号同步。

通过不断调整VCO的频率和相位，运放锁相环能够实现高精度的频率和相位同步，并广泛应用于通信、频率合成、时钟恢复等领域。

运算放大器工作原理

运算放大器工作原理 1．模拟运放的分类及特点模拟运算放大器从诞生至今，已有40多年的历史了。最早的工艺是采用硅NPN工艺，后来改进为硅NPN-PNP工艺（后面称为标准硅工艺）。在结型场效应管技术成熟后，又进一步的加入了结型场效应管工艺。当MOS管技术成熟后，特别是CMOS技术成熟后，模拟运算放大器有了质的飞跃，一方面解决了低功耗的问题，另一方面通过混合模拟与数字电路技术，解决了直流小信号直接处理的难题。经过多年的发展，模拟运算放大器技术已经很成熟，性能曰臻完善，品种极多。这使得初学者选用时不知如何是好。为了便于初学者选用，本文对集成模拟运算放大器采用工艺分类法和功能/性能分类分类法等两种分类方法，便于读者理解，可能与通常的分类方法有所不同。 1．1．根据制造工艺分类根据制造工艺，目前在使用中的集成模拟运算放大器可以分为标准硅工艺运算放大器、在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器、在标准硅工艺中加入了MOS工艺的运算放大器。按照工艺分类，是为了便于初学者了解加工工艺对集成模拟运算放大器性能的影响，快速掌握运放的特点。标准硅工艺的集成模拟运算放大器的特点是开环输入阻抗低，输入噪声低、增益稍低、成本低，精度不太高，功耗较高。这是由于标准硅工艺的集成模拟运算放大器内部全部采用NPN-PNP管，它们是电流型器件，输入阻抗低，输入噪声低、增益低、功耗高的特点，即使输入级采用多种技术改进，在兼顾起啊挺能的前提下仍然无法摆脱输入阻抗低的问题，典型开环输入阻抗在1M欧姆数量级。为了顾及频率特性，中间增益级不能过多，使得总增益偏小，一般在80~110dB 之间。标准硅工艺可以结合激光修正技术，使集成模拟运算放大器的精度大大提高，温度漂移指标目前可以达到0.15ppm。通过变更标准硅工艺，可以设计出通用运放和高速运放。典型代表是LM324。在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器主要是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为结型场效应管，大大提高运放的开环输入阻抗，顺带提高通用运放的转换速度，其它与标准硅工艺的集成模拟运算放大器类似。典型开环输入阻抗在1000M欧姆数量级。典型代表是TL084。在标准硅工艺中加入了MOS场效应管工艺的运算放大器分为三类，一类是是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为MOS场效应管，比结型场效应管大大提高运放的开环输入阻抗，顺带提高通用运放的转换速度，其它与标准硅工艺的集成模拟运算放大器类似。典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。典型代表是CA3140。

PLL锁相环详解-经典收藏

PLL的概念我们所说的PLL。其实就是锁相环路，简称为锁相环。许多电子设备要正常工作，通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步，利用锁相环路就可以实现这个目的。锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环（PLL）。锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。目前锁相环主要有模拟锁相环，数字锁相环以及有记忆能力（微机控制的）锁相环。 PLL的组成锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成，锁相环组成的原理框图如图8-4-1所示。锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成uD（t）电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压uC（t），对振荡器输出信号的频率实施控制。压控振荡器（VCO）的基本概念

调节可变电阻或可变电容可以改变波形发生电路的振荡频率，一般是通过人的手来调节的。而在自动控制等场合往往要求能自动地调节振荡频率。常见的情况是给出一个控制电压（例如计算机通过接口电路输出的控制电压），要求波形发生电路的振荡频率与控制电压成正比。这种电路称为压控振荡器，又称为VCO或 u-f转换电路。压控振荡器是锁相环中关键部件，在实际应用中有很多种结构。压控振荡器（VCO）电路的举例和原理利用集成运放就可以构成精度高、线性好的压控振荡器。我们知道积分电路输出电压变化的速率与输入电压的大小成正比，如果积分电容充电使输出电压达到一定程度后，设法使它迅速放电，然后输入电压再给它充电，如此周而复始，产生振荡，其振荡频率与输入电压成正比。即压控振荡器。下图就是实现上述意图的压控振荡器(它的输入电压Ui＞0)。上述电路实际上就是一个方波、锯齿波发生电路，只不过这里是通过改变输入电压Ui的大小来改变输出波形频率，从而将电压参量转换成频率参量。压控振荡器的用途较广。为了使用方便，一些厂家将压控振荡器做成模块，有的压控振荡器模块输出信号的频率与输入电压幅值的非线性误差小于0.02%，但振荡频率较低，一般在100Kz以下。图中所示电路中A1是积分电路，A2是同相输入滞回比较器，它起开关作用。当它的输出电压u01=+UZ时，二极管D截止，输入电压（Ui＞0），经电阻R1向电容C充电，输出电压uo逐渐下降，当u0下降到零再继续下降使滞回比较器A2同相输入端电位略低于零，uO1由+UZ跳变为－UZ，二极管D由截止变导通，电容C放电，由于放电回路的等效电阻比R1小得多，因此放电很快，uO迅速上升，使A2的u+很快上升到大于零，uO1很快从－UZ跳回到+UZ，二极管又截止，输入电压经R1再向电容充电。如此周而复始，产生振荡。振荡频率与输入电压的函数关系为：

简单的集成电路运算放大器

第21讲 6.3 简单的集成电路运算放大器主要内容: 本节主要介绍了集成电路运算放大器。基本要求：了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点。教学要点： 1．集成电路运算放大器的组成集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，一般由四部分组成。（1）输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。（2）.电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成（3）.输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。（4）偏置电路是为各级提供合适的工作电流。此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等2．简单的运算放大器简单运算放大器的原理电路如图所示。

（1）T1,T2对管组成差分式放大电路，信号双端输入、单端输出。（2）复合管T3,T4组成共射极电路，形成电压放大级，以提高整个电路的电压增益。（3）T5,T6组成两级电压跟随器，构成电路的输出级，它不仅可以提高带负载的能力，而且可进一步使直流电位下降，以达到输入信号电压v id=v i1-v i2为零时，输出电压v O=0的目的。（4）R7和D组成低电压稳压电路以供给的基准电压，它与T9一起构成电流源电路以提高T5的电压跟随能力。（5）电路符号：由此可见，运算放大器有两个输入端（即反相输入端1和同相输入端2）,与一个输出端3。在运算放大器的代表符号中，反相输入端用"-"号表示，同相输入端用"+"表示。器件外端输入、输出相应地用N,P和O表示。（6）输入和输出的相位：利用瞬时极性法分析可知，当输入信号电压v i1从反相输入端输入时（v i2=0），如v i1的瞬时变化极性为(+)时，各级输出端的瞬时电位极性为：v C2（+）→v O2（–）→v B6（–）→v O（–）则输出信号电压v o 与v i1反相；同时，当输入信号电压从同相端输入v i2(v i1=0)时，可以检验，输出电压v o与v i2同相。

锁相环PLL设计调试小结

锁相环设计调试小结一、系统框图二、锁相环基础知识及所用芯片资料（摘录）（一）、并行输入 PLL （锁相环）频率合成器MC145152-2 MC145152 是 MOTOROLA 公司生产的大规模集成电路，它是一块采用并行码输入方式设定，由16根并行输入数据编程的双模 CMOS-LSI 锁相环频率合成器，其内部组成框图如图 3-32-3 所示。N 和 A 计数器需要 16 条并联输入线，而 R 计数器则需要三条输入线。该芯片内含参考频率振荡器，可供用户选择的参考频率分频器（12X8 ROM 参考译码器和12BIT ÷R 计数器组成的参考频率fr ），双端输出相位检测器，逻辑控制，10比特可编程序的÷N(N=3~1023) 计数器和 6比特可编程的÷A(A=3~63)计数器和锁定检测部分. 10比特 ÷ N 计数器，6 比特÷ A 计数器，模拟控制逻辑和外接双模前置分频器 (÷P /÷P +1)组成吞食脉冲程序分频器，吞脉冲程序分频器的总分频比为：N T =P*N+A 。 MC145152 的功能： * 借助于 CMOS 技术而取得的低功耗。 * 电源电压范围 3~9V 。 * 锁相检测信号。 * 在片或离片参考振荡器工作。 * 双模并行编程。 * N 范围 =3~1023,A 范围 =0~63。 * 用户可选的 8 个 R 值：8 ，64 ， 128 ， 256 ， 512 ， 1024 ， 1160 ，2048． * 芯片复杂度——8000 个场效应管或 2000 个等效门。鉴相器 MC145152 环路滤波器 LPF 压控振荡器 MC1648 分频器 MC12017 频率输出

锁相环

锁相环基本带锁相环是一个反馈系统，它接收输入的振荡信号，并产生输出波形，波形振荡的频率与输入信号频率相同。它是由相位/频率检测器、滤波器和压控振荡器组成。锁相环原理：相位检测仪（PD）评估REF输入和FB输入的上升沿。如果REF输入出现在FB输入之前，则表示“电压控制振荡器（VCO）”运行得太慢，PD产生Pump Up信号，这一信号一直延续到FB输入的上升沿。如果FB输入出现在REF输入之前，PD产生Pump Down信号，这一信号在FB输入的上升沿被触发，并一直持续到REF输入的上升沿。这个Pump Down脉冲强制VCO慢速运行。这样，PD根据REF和FB输入的关心强制VCO运行得更快或更慢。VCO的输出是内部生成的振荡器波形。控制VCO的频率的输入电压是输入频率的量度----因为输入频率变化了，此电压也会发生变化。一、压控振荡器是指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路，频率是输入信号电压的函数的振荡器。（一）振荡电路振荡电流是一种大小和方向都随周期发生变化的电流。能产生振荡电流的电路就叫做振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。一般由电阻、电感、电容等元件和电子器件所组成。理想振荡电路的物理模型： 1、整个电路的电阻R=0，即热损耗为0； 2、电感线圈L集中了全部的电感，电容C集中了全部的电容，无潜布电容存在； 3、LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界辐射电磁波，是严格意义上的闭合回路，LC电路内部只发生线圈磁能和电容器电场能之间的转换。

原理：振荡电流是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0；放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量上看，电场能转化为磁能；放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量上看，磁场能转化为电场能。（二）LC振荡电路 LC振荡电路，是指由电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号。按反馈方式分，常见的LC振荡电路有变压器反馈式、电容三点式和电感三点式LC振荡电路。 LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性，让电磁两种能量交替转化，也就是说电能跟磁能都会有一个最大值和最小值，也就有了振荡。不过这只是理想情况，实际上所有电子元件都会有损耗，能量在电容和电感之间转化的过程要么被损耗，要么泄露出外部，能量会不断减小，所以实际上的LC振荡电路有需要一个放大元件，要么是三极管，要么是集成运放等数字IC，利用这个放大元件，通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大，从而最终输出一个幅值跟频率比较稳定的信号。工作原理（变压器耦合）：开机瞬间产生的电扰动经过三极管V组成的放大器放大，然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率F0。并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基级。设基级的瞬间电压极性为正。经过倒相集电极电压瞬时极性为负，按变压器同名端的符号可以看出，L2的上端电压极性为负，反馈会基极的电压极性为正，满足相位平衡条件，偏离F0的其他频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件，只要三极管电流放大系数B和L1和L2的匝数比适合，满足振幅条件，就能产生频率F0的振荡信号。

PLL原理

锁相环基本原理一个典型的锁相环（PLL ）系统，是由鉴相器（PD ），压控荡器（VCO ）和低通滤波器（LPF ）三个基本电路组成，如图1， Ud = Kd (θi –θo) U F = Ud F （s ） θi θo 图1 一．鉴相器（PD ）构成鉴相器的电路形式很多，这里仅介绍实验中用到的两种鉴相器。异或门的逻辑真值表示于表1，图2是逻辑符号图。表1 图2 从表1可知，如果输入端A 和B 分别送 2π 入占空比为50%的信号波形，则当两者存在相位差?θ时，输出端F 的波形的占空比与?θ有关，见图3。将F 输出波形通过积分器平滑，则积分器输出波形的平均值，它同样与?θ有关，这样，我们就可以利用异或门来进行相位到电压 ?θ 的转换，构成相位检出电路。于是经积图3 分器积分后的平均值（直流分量）为： U U = Vdd * ?θ/ π (1) Vcc 不同的?θ，有不同的直流分量Vd 。 ?θ与V 的关系可用图4来描述。从图中，两者呈简单线形关 1/2Vcc 系： Ud = Kd *?θ (2) 1/2π π ?θ Kd 为鉴相灵敏度图4 F O o U K dt d =θV PD LPF VCO Ui Uo V A B F __F = A B + A B F B A

2．边沿触发鉴相器前已述及，异或门相位比较器在使用时要求两个作比较的信号必须是占空比为50%的波形，这就给应用带来了一些不便。而边沿触发鉴相器是通过比较两输入信号的上跳边沿（或下跳边沿）来对信号进行鉴相，对输入信号的占空比不作要求。二．压控振荡器（VCO ）压控振荡器是振荡频率ω0受控制电压U F （t ）控制的振荡器，即是一种电压——频率变换器。VCO 的特性可以用瞬时频率ω0（t ）与控制电压U F （t ）之间的关系曲线来表示。未加控制电压时（但不能认为就是控制直流电压为0，因控制端电压应是直流电压和控制电压的叠加），VCO 的振荡频率，称为自由振荡频率ωom ，或中心频率，在VCO 线性控制范围内，其瞬时角频率可表示为： ωo （t ）= ωom + K 0 U F （t ）式中，K 0——VCO 控制特性曲线的斜率，常称为VCO 的控制灵敏度，或称压控灵敏度。三．环路滤波器这里仅讨论无源比例积分滤波器如图5。其传递函数为： 1 )(1 )()()(212+++== τττs s s U s U s K i O F 式中：τ1 = R1 C τ2 = R2 C 图5 四．锁相环的相位模型及传输函数图6 图6为锁相环的相位模型。要注意一点，锁相环是一个相位反馈系统，在环路中流通的是相位，而不是电压。因此研究锁相环的相位模型就可得环 R1 0640 V Kd KF(s)Ko/s i o e A -+

运算放大器原理及应用

142 集成运算放大器将电路的元器件和连线制作在同一硅片上，制成了集成电路。随着集成电路制造工艺的日益完善，目前已能将数以千万计的元器件集成在一片面积只有几十平方毫米的硅片上。按照集成度（每一片硅片中所含元器件数）的高低，将集成电路分为小规模集成电路(简称SSI) ，中规模集成电路(简称MSI), 大规模集成电路(简称LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。运算放大器实质上是高增益的直接耦合放大电路，集成运算放大器是集成电路的一种，简称集成运放，它常用于各种模拟信号的运算，例如比例运算、微分运算、积分运算等，由于它的高性能、低价位，在模拟信号处理和发生电路中几乎完全取代了分立元件放大电路。集成运放的应用是重点要掌握的内容，此外，本章也介绍集成运放的主要技术指标，性能特点与选择方法。一、集成运算放大器简介 1. 集成运放的结构与符号 1. 结构集成运放一般由4部分组成，结构如图1所示。图1 集成运放结构方框图其中：输入级常用双端输入的差动放大电路组成，一般要求输入电阻高，差摸放大倍数大，抑制共模信号的能力强，静态电流小，输入级的好坏直接影响运放的输入电阻、共模抑制比等参数。中间级是一个高放大倍数的放大器，常用多级共发射极放大电路组成，该级的放大倍数可达数千乃数万倍。输出级具有输出电压线性范围宽、输出电阻小的特点，常用互补对称输出电路。偏置电路向各级提供静态工作点，一般采用电流源电路组成。 2. 特点： . . . .

○ 1 硅片上不能制作大容量电容，所以集成运放均采用直接耦合方式。 ○ 2 运放中大量采用差动放大电路和恒流源电路，这些电路可以抑制漂移和稳定工作点。 ○ 3 电路设计过程中注重电路的性能，而不在乎元件的多一个和少一个 ○ 4 用有源元件代替大阻值的电阻 ○ 5 常用符合复合晶体管代替单个晶体管，以使运放性能最好 3. 集成运放的符号从运放的结构可知，运放具有两个输入端v P 和v N 和一个输出端v O ，这两个输入端一个称为同相端，另一个称为反相端，这里同相和反相只是输入电压和输出电压之间的关系，若输入正电压从同相端输入，则输出端输出正的输出电压，若输入正电压从反相端输入，则输出端输出负的输出电压。运算放大器的常用符号如图2所示。图2 运算放大器常用符号其中图2a 是集成运放的国际流行符号，图2b 是集成运放的国标符号，而图2c 是具有电源引脚的集成运放国际流行符号。图3是目前EDA 软件中使用的集成运放的图形符号。图3 EDA 软件中使用的集成运放的符号从集成运放的符号看，可以把它看作是一个双端输入、单端输出、具有高差模放大倍数的、高输入电阻、低输出电阻、具有抑制温度漂移能力的放大电路。 2. 集成运放的主要技术指标 +_ △ ∞+ v v v v v v v v v P P P N N N O O O +V -V CC CC a) b) c) . . . . 2 31 4 11 U1A LM324 3 2 6 1 5 7 4 U3 LM741 2 3 7 4 6 1 8 U2 OP07 2 3 7 4 6 1 8 U4 OP27A . . . .

2015全国电设E题报告——基于锁相环的简易频谱仪

80MHz～100MHz频谱分析仪（E题）【本科组】摘要本系统采用MSP430F5529为主控器件，采用锁相环频率合成芯片ADF4110、三阶RC低通滤波器和压控振荡芯片MAX2606实现稳定的本振源，产生本征频率在90MHz～110MHz的恒定正弦信号；采用乘法器AD835实现对输出信号幅度的调整；同样采用AD835实现被测信号与本征信号的混频，经过低通滤波得到混频后的低频量由单片机上的ADC进行采样，能在80MHz～100MHz频段内扫描并显示信号频谱和主信号频率，并且够测量全频段内部分杂散频率的个数。经测试，本系统实现了题目要求的全部功能，且人机交互友好。关键词：锁相环；ADF4110；频谱仪；

一、方案论证（一）方案比较与选择 1.基于锁相环的本振源方案一：采用MC145152+MC12022+MC1648L构成的锁相环电路 MC145152芯片是摩托罗拉公司生产的锁相环频率合成器专用芯片，需要配合前置分频器MC12022和压控振荡器MC1648及环路滤波器共同组成稳定的锁相环频率合成电路，最高可以达到225MHZ的输出。方案二：采用ADF4110+MAX2606构成的锁相环路。 ADF4110芯片是ADI公司生产的内部集成了数字鉴频鉴相器和编程预分频器的PLL芯片，其最高工作频率可达550MHz,集成度高，只需外接一个环路滤波器和VCO即可完成一个完整的锁相环系统，VCO选择MAX2606，输出频率为70-150MHz，满足题目要求。方案选择：方案一外围电路更为复杂，增大了调试难度；方案二中电路集成度高，而且所有参数都通过三线接口实时配置调整，芯片体积，消耗功率都更小。综合考虑，选择方案二。 2.混频电路方案一：三极管混频电路。利用三极管的非线性特性，本征信号和被测信号通过三极管混频电路产生不同组合的频率分量，再通过LC中频带通滤波实现混频方案二：采用模拟乘法器AD835。其基本功能是实现W=XY+Z，该乘法器芯片可以实现250MHz 范围内信号的混频。将本振信号和输入信号相乘得到二者频率的和差信号，达到混频的效果方案选择：由于方案亿中用到了分立元件三极管，电路中容易产生非线性失真，同时，相对于数字电路来说，该电路性能也不是很稳定。方案二外围电路简单，调试方便，而且电路性能要优于采用三极管实现的混频器电路，因此，采用方案二实现混频。（二）系统方案描述

运放锁相环工作原理

运放锁相环工作原理运放锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）是一种利用反馈控制系统实现精确频率和相位同步的电子电路。其主要原理是通过不断调整输出信号的频率和相位，使其与参考信号完全同步，即输出信号的相位与参考信号的相位保持恒定的关系。运放锁相环通常包括以下组成部分： 1. 相位比较器（Phase Comparator）：用于比较输入信号和参考信号的相位差，输出相位差的大小。 2. 电压控制振荡器（Voltage-Controlled Oscillator，VCO）：根据相位比较器的输出信号，调整输出信号的频率和相位。 3. 电荷泵（Charge Pump）：将相位比较器的输出信号转换成电流，用于控制VCO的频率。 4. 低通滤波器（Low-Pass Filter）：将电荷泵输出的脉冲电流转化为平滑的控制电压，用于调整VCO的频率。 5. 分频器（Divider）：用于将VCO输出的信号进行分频，得到与参考信号相同频率的信号，以供相位比较器进行比较。工作原理如下： 1. 初始状态下，VCO输出的频率和相位与参考信号不同。

2. 相位比较器比较VCO输出信号和参考信号的相位差，产生误差信号。 3. 误差信号经过电荷泵转换为控制电流，通过低通滤波器平滑处理后作用于VCO。 4. VCO受到控制电流的作用，调整输出信号的频率和相位，使其与参考信号相位同步。 5. 若VCO输出信号的相位与参考信号相位仍存在微小差异，则相位比较器会不断输出误差信号，经过电荷泵和低通滤波器的处理，最终使VCO输出与参考信号同步。通过不断调整VCO的频率和相位，运放锁相环能够实现高精度的频率和相位同步，并广泛应用于通信、频率合成、时钟恢复等领域。

锁相环滤波器的设计

创新课题设计报告题目：锁相环路滤波器的设计南昌航空大学信息工程学院 20 11 年 10 月 26日姓名：梁勇专业：通信工程班级学号： 08042135 指导教师：刘敏

通信工程专课程设计任务书 20 10－20 11 学年第 2 学期第 1 周－ 20 周题目锁相环滤波器的设计内容及要求抑制鉴相器输出电压中的载频分量和高频噪声，降低由压控振荡器控制电压不纯而引起的寄生输出。采用无源滤波器可以达到电路结构简单、低噪声、高稳定度的目的。由于上次设计的无源滤波器仿真效果不理想，老师让我们改做有源滤波器。学生姓名：梁勇指导时间指导地点：E楼 408 室任务下达20 11年 6月 13 日任务完成2011年 7 月 8 日考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作□ 4.其它□ 指导教师刘敏系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要滤波器在通信中经常用到的一个模块，具有成熟的设计理论，一个好的滤波器能让整个电路的效果更为清晰、直观，因而对信号的要求直接体现在滤波器上。滤波效果影响到整个电路的好坏，不同功能的滤波器能让信号跟着要求走，使设计理想。此次设计的二阶有源低通滤波器能够过滤不需要的载频分量和高频噪声，可以有效的抑制压控震荡引起的寄生输出。关键字：滤波器效果有源

目录第一章题目要求与方案论证 ............................................................................................. 5 1.1 题目要求 ............................................................................................................. 5 1.2 方案论证 ............................................................................................................. 5 1.3 工作原理 ............................................................................................................. 6 第二章电子线路设计与仿真 ............................................................................................. 8 2.1 设计思路 ........................................................................................................... 8 2.2 参数选择 ........................................................................................................... 8 2.2 二阶有源低通滤波器 ........................................................................................ 8 第三章结果与分析 .............................................................................................................. 10 第四章心得体会 .................................................................................................................. 12 参考文献 .................................................................................................................................... 13 附录芯片资料 .. (14)

环路滤波器中运放参数对锁相环性能影响分析

环路滤波器中运放参数对锁相环性能影响分析张大鹤【摘要】为了研究锁相环路滤波器中运算放大器的非理想性的影响，分析了运算放大器的单位增益带宽、等效输入噪声电压密度、输入噪声电流密度、转换速率、输入输出电压范围、稳定性、输入偏置电流和电源抑制比等参数，以及这些参数对锁相环的相位噪声、杂散和稳定性等指标的影响。对部分理论分析结果进行了试验验证，试验结果与理论分析基本一致。%In order to research the influence of OP AMP’s non-ideal characteristics in PLL filter,some parameters of OP AMP are analyzed,including unity-gain bandwidth, input voltage noise density, input current noise density, slew rate, input/output voltage range,stability,input bias current and PSRR.The influence of the parameters on phase noise,spurious rejection and stability of the PLL is deduced.An experiment is conducted in order to verify some of the theoretical results.Experiment results are generally coincident with theoretical ones.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2016(046)007 【总页数】4页(P64-66,88) 【关键词】锁相环;运算放大器;频率合成;相位噪声;相位余量;杂散【作者】张大鹤【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081

ADF4351及锁相环原理

基于ADF4351和PLL的频率合成器原理介绍频率合成器：将一个高精确度和高稳定度的标准参考频率，经过混频、倍频与分频等对它进行加、减、乘、除的四那么运算，最终产生大量的具有同样精确度和稳定度的频率。 PLL原理部分：锁相环是一种闭环的动态控制控制系统，它使输出信号(由振荡器产生)能够自动跟踪输入参考信号，使它们在频率和相位上保持同步。当锁相环未进入锁定时，其输出频率和相位均与输入参考信号不同步，一旦进入锁定状态后，其输出频率与相位就会与输入参考信号相同（或者有一个固定的相位差）。 1、REFin 接晶体振荡器作为输入，使用晶体振荡器可以较好的解决输入噪声问题。 2、鉴相器的一端输入为Fpfd，公式如下，其中D、R、T由单片机设置，如下所示：D是倍频器，可以改善相位噪声性能。（R、T？）

3、ADF4351采用的是三态鉴频鉴相器特点：鉴相线性X围-2π-2π，捕获X围大，电路结构简单，锁定时间短，但对噪声敏感不适合用于从数据中恢复时钟的高噪声应用场合。当输入相差很小的两信号时，鉴相器无法鉴别相位差，即死区。PFD后接电荷泵，使电荷泵无法充分对环路滤波器进行充放电，将导致环路输出产生抖动和相噪。解决死区的方法，在电荷泵前设置延迟环节DELAY，如图所示：鉴相器接受参考信号Fpfd与输出信号经过N分频后的输入，产生与二者的相位和频率差成比例的输出，再输入到电荷泵（为LPF提供充放电电荷），然后电荷泵的输出经环路滤波器LPF（低通），滤除高频成分和噪声，再输入到压控振荡器VCO，控制输出所要求的频率。 4、对输出频率进行N分频后，作为输入到鉴相器的另一端，此为整数分频，故

LM567锁相环应用之电力线载波通讯

LM567锁相环应用之电力线载波通讯本文介绍的通信对讲机，采用同一电力变压器下的电力线传输信号，只要将两机插入２２０Ｖ交流电源网的插座，即可呼叫对讲。整机电路采用普通元件、取材容易、制作简单。一、工作原理。附图所示为对讲机的原理图。２２０Ｖ市电经Ｂ２变压、四只１Ｎ４００１二极管整流、滤波、稳压后为本机提供６Ｖ直流电源。电路的核心元件ＩＣ２为一锁相环音频译码电路５６７。其③脚为信号输入端。⑤、⑥脚的Ｗ１、Ｃ决定其固有频率ｆ０＝１００ｋＨｚ。当其③脚输入的信号电压大于门限电压且频率落入固有频率ｆ０的捕捉带宽内时，⑧脚即可跳变为逻辑低电平。如果③脚输入的是被音频调制的信号，则①脚输出解调的音频信号。反过来，如果②脚输入一个音频信号，那么⑤脚就输出一个以固有频率ｆ０为中心的调制信号。Ｂ１为二－四线平衡转换器，当Ｆ１、Ｆ２端发送信号时，可在Ｇ１、Ｇ２或Ｈ１、Ｈ２端接收到，但在Ｇ１、Ｇ２或Ｈ１、Ｈ２端发送信号时，能在Ｆ１、Ｆ２端接收到，而相对的四线另两端却接收不到。当本机要呼叫对讲时，按下ＡＮ数秒（可连续几次），Ｊ１得电，触头Ｊ１ａ吸合接通ＩＣ１电源，ＩＣ１及其外围元件构成的多谐振荡器工作，③脚输出音频信号，经Ｊ１ｂ加至ＩＣ２的②脚，同时常闭触头Ｊ１ｄ断开，ＳＰ不发出振铃声。ＩＣ２的⑤脚输出经调制的１００ｋＨｚ振铃载波，经Ｔ２加至Ｂ１的Ｇ１、Ｇ２端，耦合至Ｆ１、Ｆ２端发送出去。松开ＡＮ，发送振铃信号消失，电路重新处于等待状态。当电力线上有外来呼叫时，１００ｋＨｚ调制载波由Ｆ１、Ｆ２端耦合至Ｈ１、Ｈ２端，经Ｔ１对载波进行选频放大，放大后的信号分为两路，一路送至ＩＣ２的③脚进行译码，另一路经整流后为Ｔ５提供偏置电流，Ｔ５导通，Ｊ３触头Ｊ３ａ吸合，ＩＣ２得电工作。当③脚的信号译码有效时，⑧脚跳变为低电平Ｔ３截止，Ｍ点呈高电平，触发可控硅ＳＣＲ，ＩＣ１得电，由其③脚输出的振铃音频推动ＳＰ发声。同时Ｔ４导通，Ｊ２触头Ｊ２ａ吸合，接通运放电路电源。此时接听者只要将开关Ｋ由Ａ端拨至Ｂ端（平时应置于Ａ端），ＩＣ１失电铃声消失。外线的载波信号即可经ＩＣ２译码，①脚输出话音信号，经ＩＣ３－ｂ放大后推动听筒发声。本机的话筒音频信号由ＩＣ３－ａ放大后经ＩＣ２编码发送出去。二、制作与调试。Ｂ１用双孔磁芯，Ｌ１、Ｌ２分别用∮０．１５ｍｍ的漆包线绕１５匝，Ｌ３、Ｌ４用∮０．１ｍｍ的漆包线绕２５匝，Ｌ５、Ｌ６用∮０．１ｍｍ的漆包线绕１５匝。Ｌ３用１０Ｋ型中周骨架，用∮０．１５ｍｍ的高强度漆包线绕７５匝，在６０匝处抽头，然后旋入磁芯。Ｂ２选用１０Ｖ／５Ｗ的小型变压器，其余元件按图示选择。本机调试比较简单，只要将两机同时插入插座中，按下任意一机的ＡＮ键，仔细调节Ｗ１，使另一机产生振铃声即可，调节Ｗ２可获得最佳拾音灵敏度，调节Ｗ３可使听筒中声音不失真且最大。

运算放大器在实际中的应用

运算放大器在实际中的应用广西大学电气工程学摘要：运算放大器是电路中一种重要的多端器件，一般运算放大器的作用是把输入电压或输入电流放大一定倍数之后再传送出去，如手机信号的放大。运算放大器在计算器、电压比较器、双向振荡器及滤波器等仪器中起到重要作用。关键词：运算放大器，放大信号，计算器，电压比较器，振荡器，滤波器。 The Application Of Operational Amplifiers In Reality Abstract:The operational amplifier is a kind of important multiterminal elements in the circuit. Generally, the function of operational amplifier is transferring out the Input voltage or input current after amplification must have multiple, Such as the amplification of Mobile phone signal.The operational amplifier plays an critical part in the machines like Calculators, Voltage comparator, Two-way oscillator, filter and so on. Keywords:Operational Amplifier, signal Amplification, Calculator, Voltage comparator, oscillator, filter. 正文：运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元，早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，随着半导体技术的发展，现在大部分的运放是以单片的形式存在。运算放大器最主要的功能是将电路或器件中的电压、电流信号放大后再输出，它由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成，高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。下面是运算放大器在实际中应用的实例：（一）计算器基本的计算器包括和差运算。实现加减运算可利用反相求和电路、同相求和电路和和差电路。其中，反相求和电路与同相求和电路都是在其各自的比例运算电路基础上增加一个输入支路，数值的加减运算实际上是电压的叠加。将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。在不同的比例电路中输入电压与输出电压之间会确定一个特定的比例关系，改变比例系数，就可改变输出电压的数值。负号表示输出电压与输入电压极性相反，即实现减法运算。如果求出同相输入端的电压，则可以运用同乡比例运算的结论，对运算放大器同相输出端的电压可以用叠加原理求得。另外，计算机还可实现积分运算、微分运算、指数运算和对数运算等。当集成运算放大器的外部介入不同的线性或者非线性元器件的输入和负反馈电路时，可以灵活的实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、微分、对数和积分等模拟电路。积分运算由积分电路实现，以电容的充、放电为工作原理，积分电路电阻串联在主电路中，电容在干路中。输入电压表示电容两端的初始电压值。积分电路可以实现信号波形转换，如果电路输入的电压波形是方形，则产生三角波形输出。输出信号与输入信号的积分成正比，从而使输出电压与输入电压呈积分关系。

集成运放的种类归纳

集成运放的种类归纳双极型运放：一般输入偏置电流及器件功耗较大，但由于采用多种改进技术，所以种类多、功能强。 CMOS型运放：输入阻抗高、功耗小，可在低电源电压下工作，初期产品精度低、增益小、速度慢，但目前已有低失调电压、低噪声、高速度、强驱动能力的产品。 BiFET型运放：采用双极型管和单极型管混合搭配的生产工艺，以场效应管作输入级，使输入电阻高达以上。一、按工作原理分类 1.电压放大型实现电压放大，输出回路等效成由电压控制的电压源。 2.电流放大型实现电流放大，输出回路等效成由电流控制的电流源。 3.跨导型将输入电压转换成输出电流，输出回路等效成由电压控制的电流源=，的量纲为电导，它是输出电流与输入电压之比，故称跨导。 4.互阻型将输入电流转换成输出电压，输出回路等效成由电流控制的电压源=,的量纲为电阻，故称这种电路为互阻放大电路。二、按可控性分类 1.可变增益运放电压控制增益的放大电路：由外接的控制电压来来调整开环差模增益。也可利用数字编码信号来控制开环差模增益。 2.选通控制运放此类运放的输入为多通道，输出为一个通道，即只有一个对“地”输出电压信号。利用输入逻辑信号的选通作用来确定电路对哪个通道的输入信号进行放大。如图所示。

三、按性能指标分类通用型运放：用于无特殊要求的电路之中。特殊型运放：为了适应各种特殊要求，某一方面性能特别突出。 1.高阻型具有高输入电阻的运放。适用于测量放大电路、信号发生器电路或取样-保持电路。 2.高速型单位增益带宽和转换速率高的运放为高速型运放。适用于模-数转换器、数-模转换器、锁相环电路和视频放大电路。 3. 高精度型高精度型运放具有低失调、低温漂、低噪声、高增益等特点。适用于对微弱信号的精密测量和运算，常用于高精度的仪器设备中。 4.低功耗型低功耗型运放具有静态功耗低、工作电流电压低等特点。适用于能源有严格限制的情况。还有高电压（如100V）的高压型运放、大功率型运放、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器、对数/反对数放大器等等。

锁相环计算方法

2、理论分析计算与电路设计 2.1 锁相环 2.1.1 锁相环原理为了使系统产生稳定的载波，本系统设计中采用锁相环路。锁相环路是一种反馈控制电路，将参考信号与输出信号之间的相位进行比较，产生相位误差电压来调整输出信号的相位以达到与参考信号同频的目的。由MC145152、MC12022及压控振荡器组成的锁相环路产生的载波的稳定度达到4×10-5，准确度达到3×10-5 。锁相环的总体框图如下： 2.1.2 锁相环分频锁相环分频由参考分频和可编程分频组成，由MC145152及MC12022实现。分频框图如下：图中PD 为数字鉴相器，f o 为压控振荡的输出频率（即发射频率）。由于压控振荡器输出信号的频率比较大，MC145152无法对它直接分频，必须用MC12022芯片先进行预分频获得频率较小的信号。MC12022内有64和63两种分频系数本设计中采用64分频，即P=64。 MC12022输出的信号进入MC145152进行再次分频后与参考信号进行相位比较，使载波达到与参考信号相同的稳定度。本设计中参考信号通过晶振分频得到。参考晶振（10.24MHz 晶体振荡器，频率稳定度可达10-5～10-6 ）从MC145152芯片的OSCIN 、OSCOUT 接入，MC145152中的÷R 计数器对参考信号进行参考分频。本设计中设置R ＝1024，即R A0R A1R A2＝101，对晶振频率进行1024分频得到10KHz 的参考频率信号。用4位拨码开关设置R 的值，MC145152的参考分频系数如下： MC145152芯片集分频、鉴相于一体，内有÷A 减法计数器，÷N 减法计数器进行可编程分频。分频系数N 、A 由并行输入的数据控制，本设计中通过单片机来控制N 、A,改变N 、A 的值即可实现频道的选择。可编程分频的原理及计算如下：

[最新]扩音器电路

[最新]扩音器电路扩音器电路手提式D类扩音器 CD4046 TWH8751 TWH8751 手提式D类扩音器电路如图1所示。这是一款用锁相环CD4046和TWH8751大功率开关集成电路制作的手提式D类扩音器(俗称大声公、叫卖器、电喇叭)。音频信号由IC2锁相环电路的9脚输入，经内部压控振荡器VCO转换成变频方波，再通过内部相位比较器1比较放大后从2脚输出，通过VT1去推动IC3工作，然后由IC3推动扬声器发音。IC2锁相环电路的9脚无信号输入时，2脚输出电平为0V，IC3停止工作。

图1电路中，VT1选用9014，VD1选用1N4001，IC1运放选用CA3160，IC2锁相环电路选用CD4046，IC3选用达华电子厂生产的大功率开关集成电路TWH8751，也可用大功率的场效应管及达林顿管等代用。对讲扩音器如图画出了对讲扩音器一个方向的电路(另一个方向的电路与此完全同)。其核心元件是ICl四运放集成电路LM324，对讲两个方向的放大电路各使用其中两个运算放大器。话筒BM1采用灵敏度很高的微型驻极体发话器，其型号为84G9，焊接时应注意正负极性。两级运放ICl-1、ICl-2及外围元件构成固定偏置的负反馈放大器。R7、R11为负反馈电阻，用来改善电路的稳定性。电位器RPl用于工作点的微调，使波形上下对称，可减小非线性失真。ICl-2输出的音频信号经三极管VTl、VT2组成的互补射随功率放大电路放大后，推动喇叭BLl发出响亮的声音。电阻Rl、电容C3组成退耦滤波电路，用来减小电源交流声。

性能优良的便携式扩音机电路图电子爱好者或维修人员有时外出做广告宣传或播放乐曲时，往往需要一种单端低压直流供电而又能输出大功率的便携式扩音机，而一般便携式录音机放音又往往不大，这里介绍一款性能优良的便携式扩音机电路、或许能满足您的需要。该电路虽然结构简单，但非常实用，它采用蓄电池供电，输出功率强劲。电路原理:电路原理如图所示，它包括话筒输入和线路输入两个通道，苏州部分采用飞利浦公司推出的音频功率放大集成电路TDA1519，该电路具有工作电源电压范围宽、增益高、输出功率大、失真度小，外围元件少等特点，并具有负载短路、开路、过热等保护功能，TDA1519的优良性能决定了扩音的优越性，图中S为扩音机的静噪控制开关‘;整流管1N5404是为防止蓄电池反接烧毁集成电路而设置的。扩音机的扬声器要求不低于10W，以充分发挥其功率大的特点。集成电路的散热板要有足够的面积，以保证在任何条件下都能正常工作。 3W半导体扩音机电路图