基于MC145152-2芯片的频率合成器的设计

发布者:dandan666最新更新时间:2006-10-12 来源: 单片机与嵌入式系统ic网关键字:锁相环  压控  振荡器 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
1 引 言
  
  频率合成技术是现代通信的重要组成部分,它是将一个高稳定度和高准确度的基准频率经过四则运算,产生同样稳定度和准确度的任意频率。随着大规模集成电路的发展,利用锁相环频率合成技术研制出了很多频率合成集成电路。其中,以摩托罗拉公司的MC14515x-2系列较为先进,本文将介绍一种基于MC145152-2芯片的频率合成器。这种锁相环频率合成器的稳定度和准确度与基准频率相当,不产生额外的误差。它在移动通信等领域有着广泛的应用。

2 MC145152-2芯片的特点及功能
  
  MC145152-2芯片是摩托罗拉公司生产的锁相环频率合成器专用芯片。它是MC145152-1芯片的改进型。MC145152-2芯片具有下列主要特征:
  
  (1)它与双模(P/(P+1))分频器同时使用,有一路双模分频控制输出MC。当MC为低电平时,双模分频器用(P+1)去除;当MC为高电平时,双模分频器用模数P去除。
  (2)它有A计数器和N计数器两个计数器。它们与双模(P/(P+1))分频器提供了总分频值(NP+A)。其中,A、N计数器可预置。N的取值范围为3~1023,A的取值范围为0~63。A计数器计数期间,MC为低电平;N计数器计数(N-A)期间,MC为高电平。
  (3)它有一个参考振荡器,可外接晶体振荡器。
  (4)它有一个R计数器,用来给参考振荡器分频,R计数器可预置,R的取值范围:8,64,128,256,512,1024,1160,2048。
  (5)它有两路鉴相信号输出,其中,ФR、ФV用来输出鉴相误差信号,LD用来输出相位锁定信号。
  
  MC145152-2的供电电压为3.0 V~9.0 V,采用28脚双列封装形式。MC145152-2的原理框图如图1所示。



  MC145152-2的工作原理:参考振荡器信号经R分频器分频后形成fR信号。压控振荡器信号经双模(P/(P+1))分频器分频,再经A、N计数器分频器后形成fV信号,fV=fVCO/(NP+A)。fR信号和fV信号在鉴相器中鉴相,输出的误差信号(ΦR、ΦV)经低通滤波器形成直流信号,直流信号再去控制压控振荡器的频率。
  
  当整个环路锁定后,fV=fR且同相,fVCO=(NP+A)fV=(NP+A)fR,便可产生和基准频率同样稳定度和准确度的任意频率。

3 1 800 MHz频率合成器的设计〔1〕

3.1 1 800 MHz频率合成器元件的选取
  
  锁相环频率合成器选用芯片MC145152-2。晶振选用10.24MHz的温补晶体,它的频率稳定度较高,可达10-8。低通滤波器选用运放芯片MC33171;双模分频器选用MC12054A芯片,模数P=128,工作频率为2.0 GHz;压控振荡器选用变容管电调谐介质振荡器。

3.2 MC145152-2芯片参数的设计

    R的取值范围=512,RA2~RA0为100,
    N的取值范围=703,N9~N0为1010111111,A的取值范围=16,A5~A0为010000。
  R计数器、N计数器、A计数器可预置,各管脚接地为逻辑0,悬空为逻辑1。

3.3 1 800 MHz频率合成器电路的设计
   
  1 800 MHz频率合成器电路图,如图2所示。

  
  图2中,运放芯片MC33171构成了有源比例积分滤波器,在设计时首先选择合适的电容C,然后,再根据ωn、N、Kv、Kd和ξ计算R1和R2的值。


式(1)和式(2)中,Kv为压控振荡器电调灵敏度(rad/sV);Kd为比相器灵敏度,Kd=VDD/2π,VDD是运放的工作电压(VDD=5 V),Kd单位取V/rad;N为总分频次数;ξ为锁相环路的阻尼系数,ξ的合适取值范围是在0.5~1.0之间,通常选择最佳起始点ξ=0.707;ωn为环路自然谐振角频率,ωn值的选择将直接影响环路滤波特性和捕捉时间,为了保证环路对噪声有较好的抑制,ωn应该远小于鉴相频率ωd,通常可按式(3)选择
  ωn=ωd/(30~1 000),(3)

当噪声来源于参考频率和分频器时,ωn可以选择得小些;当噪声来源于压控振荡器时,ωn可选择得大些。
    具体计算如下:
Kd=VDD/(2π)=5/(2π)=0.796 V/rad,

故:R1选用4.7 kΩ电阻,R2选用120 kΩ电阻。
  
  变容管电调谐介质振荡器〔2~4〕如图3所示,把变容管通过微带线与介质振荡器耦合形成电调谐电路,调谐电压加在变容管两端,改变变容管结电容,就可以实现谐振频率的调整。



  
  这种介质振荡器体积小、高稳定、低噪声,能够满足锁相环路的要求。

4 测试结果
  
  经测试,本频率合成器具有较低的相位噪声,在偏离载频100 Hz、1 kHz、10 kHz时,相位噪声分别为-35dBC、-65 dBC、-85 dBC(见图4)。它的频率稳定度也很高,在-20℃~+55℃范围内可以稳定在10-8以内。


5 结束语
  
  本文将锁相环频率合成器专用芯片MC145152-2、变容管电调谐介质振荡器用于1 800 MHz频率合成器中,使该频率合成器具有较低的相位噪声、很高的频率稳定度。与传统频率合成器相比,性能有了很大的提高。该频率合成器在移动通信等领域将有着广泛的应用。

参考文献

1 何 强.一种先进的N分数锁相环频率合成器.电子工程师,2002(12)
2 中国集成电路大全编委会.微波集成电路.北京:国防工业出版社,1995
3 B S Virdee.Current Techniques for Tuning Dielectric Resonators.Microwave Journal,October 1998:130~1384 彭文峰,廖 佳,于小军.Ku波段高线性度DRO的设计.电子工程师,2002(12)
关键字:锁相环  压控  振荡器 引用地址:基于MC145152-2芯片的频率合成器的设计

上一篇:多载波技术在3G网络部署中的应用
下一篇:分布式系统内部以太网中的地址动态配置

推荐阅读最新更新时间:2024-05-07 15:53

ATtiny13 标定的片内RC振荡器
标定的片内 RC 振荡器提供了固定的 9.6 MHz 或 4.8 MHz 的时钟。 这些频率都是 3V、 25 C下的标称数值。若频率超出器件标称值,必须对CKDIV8熔丝位编程,以在启动阶段 对内部频率 8 分频,详见 P24“ 系统时钟预分频器 ” 。 这个时钟也可以作为系统时钟,只 要按照 Table 4 对熔丝位 CKSEL 进行编程即可。选择这个时钟之后就无需外部器件了。 复位时硬件将标定字节加载到 OSCCAL 寄存器,自动完成对 RC 振荡器的标定。在 3V、 25 C时,这种标定可以提供标称频率 ± 10%的精度。 当使用这个振荡器作为系统时钟时,看门狗仍然使用自己的看门狗定时器作为溢出复位的依据。更多的有关标定
[单片机]
ATtiny13 标定的片内RC<font color='red'>振荡器</font>
12kHz中频振荡器电路图
工作原理:12kHz中频振荡器由12kHz石英振荡器、输出电平调整、电平提升电路以及告警电路所组成。它采用新颖单管调谐变量器反馈式振荡电路,在反馈回路中,串接了12kHz石英晶体谐振器,从而使振荡频率取决于l2kHz石英晶体谐振器的性能。在提高 振荡器 可靠性及输出幅度稳定性方面,采用了交流稳幅电路。
[模拟电子]
12kHz中频<font color='red'>振荡器</font>电路图
ECS推出旗舰级ECSpressCON™时钟振荡器系列
ECS提供ECSpressCON系列可配置时钟振荡器产品,实现定时解决方案的终极通用性 创新频率控制产品领导厂商ECS亚太区公司现在为亚太地区的设计工程师提供具有终极速度和效率的定时解决方案旗舰ECSpressCON 系列时钟振荡器,采用ECS公司内部开发的频率合成技术,可以大大缩短长交付时间,从而减少库存;卓越的可配置性则使得客户可现成获取极为广泛的高成本效益频率控制产品系列。 ECSpressCON系列的基极XO型款提供以下输出和频率范围: HCMOS 输出 10 MHz ~ 250 MHz LVDS 输出 10 MHz ~ 1500 MHz LVPECL 输出 10 MHz ~ 1500
[模拟电子]
锁相环在调制和解调中的应用及概念解析
1.锁相环的基本组成 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。 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
[模拟电子]
用于GPS的晶体振荡器KT2016系列量产
      2009年2月27日日本京都消息——京瓷株式会社今天宣布,作为应用于GPS系统的温度补偿型晶体振荡器(TCXO),京瓷在研发出尺寸为2.0×1.6×0.75(max)mm的世界上最小、最薄*的“KT2016系列”之后,开始该系列的批量生产。“KT2016系列”晶体振荡器不仅具备在GPS运用中所需的高精度,同时在面积和体积上比以往的“KT2520系列”削减了约40%,在节省实际安装面积上作出杰出贡献。      “KT2016系列”晶体振荡器通过采用使IC和水晶的匹配最佳化的独特模拟技术,使设备具备低相位噪声,低功耗等特点。与此同时,它内含低电压驱动对应、待机等功能,实现设备的整体省电。       今后,在高性
[电源管理]
光控振荡器
光控振荡器
[模拟电子]
光控<font color='red'>振荡器</font>
消除了开关瞬态的单稳态多谐振荡器
消除了开关瞬态的单稳态多谐振荡器
[模拟电子]
消除了开关瞬态的单稳态多谐<font color='red'>振荡器</font>
一种简约整流电路的设计
    整流电路是电源的重要组成部分,它可将交流电变为直流电,应用十分广泛。可控硅整流电路广泛应用于机械制造工业和冶金工业中,它不仅要求电源的技术指标高,还要求体积小、重量轻、可靠性高。如果采用可控硅(SCR)作为整流元件,可以通过控制门极触发脉冲的时刻来控制输出电压的大小,这种整流称为可控整流。目前由于SCR能承受的电压,电流容量仍是目前器件中最高的,而且工作可靠,所以许多大容量场合仍大量使用SCR。     可控硅整流电路中的可控硅是由触发电路提供触发信号而导通的,触发电路的工作性能直接影响着可控硅的工作。因此,触发电路是可控硅电路可靠、有效工作的关键。     触发电路主要采用两种方法:采用分离元件设计的触发电路存在各相电路分
[电源管理]
一种简约整流电路的设计
小广播
最新网络通信文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved