与石英晶体振荡器等效的频率稳定的1~399KHZ PLL合成

与石英晶体振荡器等效的频率稳定的1~399KHZ PLL合成振荡电路

电路的功能

如果要求振荡频率准确、稳定度好，采用石英晶体振荡器作本振的PLL合成振荡电路是比较合适的。但本电路采用了C-MOS型的PLL IC（4046），VCO输出为方波，能以1KHZ为一级在1KHZ~399KHZ范围内连续变化。全部采用C-MOS组件，为电池驱动的便携式频率发生器，可作为脉冲编码器等的模拟信号源用。

电路的工作原理

PLL合成振荡电路的最基本构成是由基准振荡器、相位比较器、环路滤波器、电压控制振荡器、可编程分频器等组成的反馈环路。本电路可以看作是把基准频率FM放大N倍的频率倍增电路。

基准振荡就是把1MHZ或100KHZ的石英晶体振荡器输出进行1/1000或1/100分频，产生1KHZ的信号，与1/N分频电路的输出进行比较。4046内部有两个系统相位比较器，PC1是“异-或”逻辑；A、B输入的占空比必须为1：1，所以在输入端加了JK-FF1/2分频电路。PC2是用脉冲边工作的相位比较器。

相位比较器可获得与相位差或频率差相对应的输出，例如，分频器输出FO/N如果低于FO，PC2输出电压就会上升，并使VCO频率上升，使VCO频率上升，使FO/N=FE，环路趋于稳定。

VCO是多谐振荡电路，设计的振荡频率范围可到1KHZ以上、399KHZ以下，因而留有余量。如果接近极限频率，或VCO有漂移时，就不能进行频率锁定。VCO的频率可变范围越在，起伏就越大，要求信号纯度高时，要在稳定的范围内进行量程切换。本电路设定了500倍的可变范围，所以R1=6.8K，R2=100M，C1=51PF。

环路滤波器是决定改变频率时的响应的重要因素，只用单节低通滤波器使电路达到稳定很费时间，不实用，所以加了超前补偿电阻R4。

可编程分频器用了三个4522进行级联，最大可分频1/999设定数据为C-MOS正逻辑电平，若直接用热敏开关设定，要在各输入端加10K的下拉电阻。

调整

构成反馈环路的电路，环路内出现异常也很难发现，在调试时，可以切断环路，以各电路块为单位进行检测，首先从VCO的控制输入端输入0~5V电夺，检验振荡频率范围，然后检测分频器，至于环路滤波器的调整，可改变R4，调整最佳响应。

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