專利名稱：窄帶頻率可調(diào)的pll振蕩電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及PLL (Phase Locked Loop,鎖相環(huán))振蕩電路,特別涉及對不同頻率(2. 400GHz2. 500GHz)的進行設定其步進為N MHz (其中N為整數(shù))，并且通過顯示裝置顯示當前輸出的信號頻率。
背景技術：
[以往的技術]PLL為一負回授系統(tǒng)，在回路中利用回授訊號，將輸出端的訊號頻率及相位，鎖定在輸入端參考訊號的頻率及相位上。鎖相回路是一個實現(xiàn)相位鎖定的控制系統(tǒng)，在鎖相回路頻率合成中，鎖相回路具·有穩(wěn)頻的功能。隨著通訊衛(wèi)星及量測儀器技術之發(fā)展，鎖相回頻率合成器已廣泛用作高頻訊號源。PLL是由相位比較器、回路濾波器、壓控振蕩器、分頻器所組成，如圖3所示。主要的應用在無線通訊系統(tǒng)中，鎖相回路應用於發(fā)射機和接收機中，以提供本地振蕩訊號將基頻訊號升頻至射頻訊號，使通訊系統(tǒng)能有更大的容量，或將天線端接收到的射頻訊號至中頻頻段來進行訊號解調(diào)。PLL振蕩電路具備對外部參考信號的預分頻后的信號與1/N分頻后的信號進行比較，輸出相位差信號的相位比較器(Phase Comparator);以脈寬度的電壓輸出相位差的電荷泵(Charge Pump);對來自電荷泵的輸出電壓進行平滑濾波的環(huán)路濾波器(LoopFilter);通過來自環(huán)路濾波器的控制電壓來控制壓控振蕩器的頻率輸出。另外，輸出信號時成為N*Fref的頻率信號。具體來說是利用高穩(wěn)定度的外部參考源作為基準信號與經(jīng)過分頻器分頻后的的信號進行相位比較，以得出一個相位誤差電壓，通過環(huán)路濾波器濾除其高頻分量的噪聲影響而得到一個直流電壓進而控制壓控振蕩器(VCO)來控制，而進行高精度的信號生成。

實用新型內(nèi)容以往的PLL振蕩電路特別是模擬的PLL振蕩電路當需要輸出不同的頻率信號時，通常需對電路器件的參數(shù)進行調(diào)整，這樣可能會造成輸出信號的不確定性。特別是當輸出信號為射頻(Radio Frequency)信號時,不同的器件會一起電路的分布參數(shù)的不同，可能是輸出信號的功率等方面造成影響。本實用新型是基于所述實情而完成的，其目的在于提供一種簡單快捷能夠輸出不同頻率信號。為了解決所述以往的問題，提供一種PLL振蕩電路，具有電壓控制振蕩器和相位比較單元，該相位比較單元利用電壓控制振蕩器的輸出進行分頻而與基準信號的相位進行比較，將基于相位差的信號作為所述電壓控制振蕩器的控制電壓而輸出。本實用新型提供了一種PLL振蕩電路,具有PLL IC,輸入外部參考信號與來自壓控振蕩器的振蕩輸出信號，對來自壓控振蕩器的輸出信號進行N分頻后與參考信號進行相位的比較，檢測出相位差而輸出與該相位差對應的相位差信號；環(huán)路濾波器，采用的是RC三階無源濾波器，濾除來自PLL IC的相位誤差信號中的高頻分量的噪聲；壓控振蕩器，根據(jù)來自經(jīng)過濾波后的相位誤差信號(控制電壓)振蕩輸出信號好；以及運算處理裝置，包括鍵盤輸入裝置、顯示輸出裝置以及單片機核心器件；其輸入為鍵盤對功能頻率的設定，輸出一方面為液晶顯示當前功能以及頻率，另一方面為輸出PLL IC的串行控制字。本實用新型提供一種PLL振蕩電路，具備以下特征壓控振蕩器根據(jù)所輸入的相位誤差信號(電壓)而振蕩頻率信號，即為根據(jù)經(jīng)過環(huán)路濾波后的正比于相位誤差的電壓而輸出振蕩頻率信號；分頻器，對反饋回PLL IC的頻率信號進行N分頻；相位比較器，對信號與正弦波信號的相位進行比較而檢測相位差，并輸出與該相位差對應的相位差信號；環(huán)路濾波器，濾除相位差信號中的高頻分量的噪聲；運算處理裝置，利用鍵盤輸入設定功能和頻率，并通過軟件控制和一定的算法，將設定的頻率值轉化為PLL IC串行控制字，并在顯示裝置上顯示出對應的功能和頻率值；所述的運算處理起通過鍵盤和功能顯示裝置進行輸出頻率的設定；可以對頻率輸出的(2. 400GHz2. 500GHz)以步進為IMHz或者N MHz進行調(diào) 節(jié)；頻率調(diào)節(jié)方式可以按照2. _**方式、2. *_*方式或者2. **_方式,通過按鍵功能選擇要調(diào)節(jié)的頻率段；通過算法轉化成串行數(shù)據(jù)輸入到PLL IC的寄存器中，達到設定輸出頻率的目的。本實用新型在所述PLL振蕩電路中，由于要輸出的頻率范是2. 400GHz2. 500GHz，是屬于射頻信號，所以壓控振蕩器輸出頻率為射頻信號輸出。本實用新型在所述PLL振蕩電路中，運算處理裝置具有單片機控制器，運算處理裝置的軟件編程上能夠將輸入的頻率值轉化為頻率分頻比，再將分頻比轉化成PLL IC的控制字，以達到設定輸出頻率的目標。本實用新型在所述PLL振蕩電路中，為了輸入方式的簡單便捷，采用的是4*4矩陣鍵盤輸入方式。本實用新型在所述PLL振蕩電路中，16*2液晶顯示裝置來顯示當前的頻率。

圖I是本實用新型的實施方式的PLL振蕩電路的結構框圖。圖2是PLL IC的具體電路結構框圖。圖3是一般的振蕩電路例的結構框圖。符號說明I PLL IC ;2 :環(huán)路濾波器；3 :壓控振蕩器(VCO) ;4 :鍵盤輸入裝置；5 :顯示裝置；6 :運算控制裝置；7 14比特R計數(shù)器；8 :相位頻率檢測器；9 :電荷泵；10 :多路復用器；11 6比特A計數(shù)器；12 13比特B計數(shù)器；13 P/P+1 ；14 24比特輸入寄存器；15 :相位比較器；16 :電荷泵；17 :環(huán)路濾波器；18 =VCO ；19 :分頻器(1/N)。
具體實施方式
參照附圖，對本實用新型的實施方式進行說明。[0026]實施方案概述本實用新型的實施方式的PLL振蕩電路具有壓控振蕩器；集成了檢相器，分頻器的PLL IC,是輸入外部參考信號和來自壓控振蕩器的振蕩輸出信號,對兩個信號的的相位進行比較，檢測相位差而輸出與該相位差對應的相位差信號，并能夠輸入用運算控制裝置給予的串行數(shù)據(jù)控制字；濾除來自PLL IC相位誤差信號中的高頻分量的噪聲的環(huán)路濾波器；能夠進行數(shù)據(jù)處理的運算控制器，可將鍵盤數(shù)據(jù)轉為PLLIC的串行控制字，并將數(shù)據(jù)輸入至PLL IC中；頻率功能顯示裝置。振蕩電路圖I。參照圖1，對本實用新型的實施方案進行說明。圖I是本實用新型的實施方式的振蕩電路結構框圖。如圖I所示，本發(fā)實用新型的實施方式的PLL振蕩電路圖基本上具有PLLIC(Integrated Circuit,集成電路)、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、運算處理裝置(MP U MicroProcessing Unit,微處理器單兀)。PLL振蕩電路各部分[PLL IC]PLL IC將外部參考源輸入到端子REFin，并且從VCO將振蕩輸出信號輸入到端子RF IN A以及端子RF IN B，進行相位比較而降相位差對應的脈沖寬度的電壓作為電荷泵輸出而輸出到環(huán)路濾波器。環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器采用的是RC三階無源濾波器濾除來自PLL IC輸出是相位差信號中的高頻分量噪聲，進行平滑濾波輸出到VC0。[VC0]VCO通過來自環(huán)路濾波器的控制電壓變更頻率而振蕩輸出期望的頻率，并且講輸出信號的一部分輸出到PLL IC中。[MPU]MPU采用的是單片機控制器，輸入來自4*4矩陣鍵盤輸入裝置，以及通過16*2液晶顯示裝置顯示輸出頻率，并向PLL IC輸出串行頻率控制字，并設有復位鍵和電源開關。即MUP根據(jù)鍵盤輸入裝置輸入的設定數(shù)據(jù)，將始終信號輸出到PLL IC的端子CLK，將數(shù)據(jù)信號輸出到PLL IC的端子DATA，將鎖存是能信號輸出到PLL IC的端子LE。PLL IC參照圖2，具體說明PLL振蕩電路中的PLL 1C。圖2是PLL IC的具體的電路結構框圖。另外，圖2的PLL IC表示亞德諾半導體(Aanlogue Devices)的2. 4GHz是種發(fā)生器PLL “ADF4113”。ADF4113時鐘發(fā)生器用于構成需要非常低的噪聲的穩(wěn)定的參考信號的PLL 時鐘源。PLL IC如圖2所示，具有放大器、24比特輸入寄存器(24-BIT INPUT REGISTER)、差分放大器、14比特R計數(shù)器(14-BIT R COUNTER) R計數(shù)器鎖存電路(R C0UNTERLATCH)、功能鎖存電路(FUCTI ON LATCH) U 3比特B計數(shù)器(13_BITC0UNTER)、6比特A計數(shù)器(6-BITCOUNTER)、放大器、相位頻率檢測器(PHASE FREQUENCY DETECTOR)、電荷泵(CHARGE PUMP)、參考輸出電路(REFERENCE )、鎖定檢測器(LOCK DETECTOR )、第I現(xiàn)狀設定電路(CURRENTSETTING I)、第2現(xiàn)狀設定電路(CURRENT SETTING 2)、多路調(diào)制器(MUX)、以及放大器。在PLL振蕩電路中，在外部基準時鐘10MHz、VC0的輸出信號時2. 2. 5GHz的情況下，能將相位比較頻率設定為IMHz。將14比特R (參考)計數(shù)器(14-BITR COUNTER)的設定為10分頻(10ΜΗζ/10=1ΜΗζ)，而Fvco= [ (P*B)+A] *Fref/R其中P 為 PRESCALER、B=Fvco/1000、A=Fvco- (32* (10000) B)。以上是由輸出頻率轉化為相對應的寄存器的程序算法，由以上算法可以將鍵盤輸入的數(shù)字轉化成數(shù)字分頻器的分頻比。[實施方式的效果]根據(jù)鍵盤的輸入值可以對頻率輸出的(2. 400GHz2. 500GHz)以步進為IMHz或者N MHz進行調(diào)節(jié)；頻率調(diào)節(jié)方式可以按照2. _**方式、2. *_*方式或者2. **_方式,通過按鍵功能選擇要調(diào)節(jié)的頻率段；通過算法轉化成串行數(shù)據(jù)輸入到PLL IC的寄存器中，達到設定的輸出頻率的目的。確定后則可輸入對應頻率信號，且鎖定速度快。
權利要求1.一種窄帶頻率可調(diào)的PLL振蕩電路，其特征是，具有電壓控制振蕩器和相位比較單元，該相位比較單元利用電壓控制振蕩器的輸出進行分頻而與基準信號的相位進行比較，將基于相位差的信號作為所述電壓控制振蕩器的控制電壓而輸出，該PLL電路的特征在于，具有 基準振蕩器，作為與輸出信號進行相位比較的參考； 壓控振蕩器，根據(jù)所輸入的控制電壓而振蕩頻率信號； PLL IC,輸入外部基準信號和來自所述壓控振蕩器的振蕩輸出信號,對兩個信號的相位進行比較，檢測相位差而輸出與相位差對應的相位差信號，并且輸出表示所述兩個信號同步的鎖定狀態(tài)或者不同步的解鎖狀態(tài)的鎖定檢測信號； 環(huán)路濾波器，去除來自所述PLL IC的相位差信號中的高頻分量的噪聲； 運算處理裝置，通過鍵盤和顯示裝置，向PLLIC輸入初始化，功能以及分頻比數(shù)字控制字，給PLL IC的寄存器進行賦值，進行功能頻率控制進行設定設定，以達到輸出指定的頻率點。
2.一種窄帶頻率可調(diào)的PLL振蕩電路，其特征在于，具備 壓控振蕩器，根據(jù)經(jīng)過環(huán)路濾波后的正比于相位誤差的電壓而輸出振蕩頻率信號； 數(shù)字分頻器，對反饋回PLL IC的頻率信號進行分頻； 相位比較器，對信號與正弦波信號的相位進行比較而檢測相位差，輸出與該相位差對應的相位差信號； 環(huán)路濾波器，濾除相位差信號的高頻噪聲分量； 運算處理裝置，輸入指定的頻率控制字； 所述的運算處理起通過鍵盤和功能顯示裝置進行輸出頻率的設定；可以對頻率輸出的(2. 400GHz2. 500GHz)以步進為IMHz或者N MHz進行調(diào)節(jié)；頻率調(diào)節(jié)方式可以按照2. _**方式、2. *_*方式或者2. **_方式，通過按鍵功能選擇要調(diào)節(jié)的頻率段；通過算法轉化成串行數(shù)據(jù)輸入到PLL IC的寄存器中，達到設定輸出頻率的目的。
3.根據(jù)權利要求I所述的PLL振蕩電路，其特征是所述的運算處理裝置具有單片機控制器，4*4矩陣鍵盤輸入裝置，16*2液晶顯示裝置，其中單片機控制器設置有一個復位鍵和電源開關。
4.根據(jù)權利要求I所述的PLL振蕩電路，其特征是所述的環(huán)路濾波器采用的是RC三階無源濾波器。
專利摘要本實用新型提供一種能夠輸出指定頻率(2.4GHz—2.5GHz)的頻率點而且高穩(wěn)定性的PLL電路。在該PLL電路中，具有對來自輸出端的頻率與參考頻率源的預分頻信號進行相位比較，將相位差作為控制電壓加到環(huán)路濾波器上，控制電路能夠精確的設定輸出頻率的分頻比例，從而設定輸出頻率，經(jīng)過環(huán)路濾波器濾掉噪聲和高頻分量后再加到VCO上，控制VCO的頻率變化，使輸入信號與VCO信號之間的相位差逐漸減小，最后鎖定的輸出設定的頻率點。
文檔編號H03L7/085GK202713275SQ20112051847
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月10日 優(yōu)先權日2011年12月10日
發(fā)明者吳永飛, 韓瑩, 胡德隆 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司