PLL-VCO設(shè)計(jì)及制作

在此說明以晶體振蕩器做為基準(zhǔn)振蕩器，將其與VCO以及PLL電路組合成為信號(hào)產(chǎn)生器的情形也被稱為頻率合成器。
此一PLL-VCO電路的設(shè)計(jì)規(guī)格如表l所示。振蕩頻率范圍為40M~60MHz內(nèi)的10MHz寬。每一頻率階段(step)寬幅為10kHz。頻率的穩(wěn)定度目標(biāo)與晶體振蕩電路相近。

PLL-VCO的工作原理

表1 PLL-VCO的設(shè)計(jì)規(guī)格
(根據(jù)使用目的與規(guī)格，決定振蕩頻率與頻率階段。頻率穩(wěn)定度高，且可以做階段性變化。)
圖3所示的為此將制作的PLL．VC0電路之方塊圖。假設(shè)VCO電路的振蕩頻率為53.29MHz工作原理。

(利用數(shù)字設(shè)定用SW設(shè)定BCD符碼，做為頻率的設(shè)定，將晶體與VCO電路做相位比較，以達(dá)頻率穩(wěn)定化。)

首先，利用晶體產(chǎn)生10.24MHz之振蕩。再將此做1024分頻，產(chǎn)生fr=10kHz的基準(zhǔn)頻率。
另外，將VCO電路之振蕩頻率fosc利用N分頻電路做N分頻成為fo也即是，fo=fosc/N。此一分頻比N之值，是利用數(shù)字設(shè)定用SW，根據(jù)BCD (Binary Coded Decimal)符碼而設(shè)定的。
接著，利用相位比較器做fr與fo的相位比較。如果frfo時(shí)，會(huì)發(fā)生誤差檢出脈波。此再利用回路濾波器積分成為直流電壓，以此控制VC0振蕩電路，使fr=fo。
在PLL電路成為鎖栓(Locked)狀態(tài)時(shí)，VCO的振蕩頻率應(yīng)該為fosc=N x f0=N x fr
假設(shè)數(shù)字設(shè)定用SW所設(shè)定的數(shù)字為5329時(shí)，fosc成為fosc=5329×10kHz=53.29MHz
所以，只要改變數(shù)字設(shè)定用SW所設(shè)定的數(shù)字，便可以改變VCO的振蕩頻率。
因此，PLL電路為利用頻率反饋控制，使fr=fo。而且由于fr是經(jīng)由晶體振蕩器的頻率分頻而得，所以，PLL的VCO所產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定度可以與晶體振蕩器比美。

PLL用IC MC145163P
此所使用的PLL用IC為Motorola公司的MC145l63P。圖4所示的為MC145163P的特性與端子連接圖，以及方塊圖。
此一IC內(nèi)含有可以產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率fr的晶體振蕩電路與分頻電路，將VCO信號(hào)分頻用的N分頻電路，以及將fo與fr做為此較用的相位比較電路。
此一IC為28個(gè)端子DIP型。電源電壓為3~9V工作原理，工作原理頻率為30MHz(電源電壓5V)，如果電源電壓成為9V時(shí)，工作原理頻率可以延伸至80MHz。因此，對于設(shè)計(jì)規(guī)格為40M~60MHz而言，不會(huì)有問題。