锁相频率合成器的设计
引言： 锁相频率合成器是基于锁相环路的同步原理，有一个高准确度、高稳定度的参考晶体振荡器，合成出许多离散频率。

即将某一基准频率经过锁相环的作用产生需要的频率。

一． 设计任务和技术指标
1. 工作频率范围：300kHz —700kHz
2. 电源电压：Vcc=5V
3. 通过原理图确定电路，并画出电路图
4. 计算元件参数选取电路元件（R1，R2，C1及环路滤波器的配置）
5. 组装连接电路，并测试选取元件的正确性
6. 调试并测量电路相关参数（测量相关频率点，输出波形，频率转换时间t c ）
7. 总结并撰写实验报告 二．
设计方案
原理框图如下：
由上图可知，晶体振荡器的频率f i 经过M 固定分频后得步进参考频率f REF ，将f REF 信号作为鉴相器的基准与N 分频器的输出进行比较，鉴相器的输出U d 正比于两路输入信号的相位差，U d 经环路滤波得到一个平均电压U c ，U c 控制VCO 频率f 0的变化，使鉴相器的两路输入信号相位差不断减小，直到鉴相器的输出为零或某一直流电平。

锁定后的频率为f i /M=f 0/N=f REF 即f 0=(N/M)f i =Nf REF 。

当预置分频数N 变化时，输出信号频率f 0随着发生变化。

三．
电路原理与设计
（一） 晶体振荡器的设计
用2.5M 晶体和非门组成2.5MHz 振荡器。

如下图所示：
（二） M 分频电路
分频器选用74LS163，M=100
（三）锁相环的设计
CD4046压控振荡电路图如下：
数字锁相环CD4046有两个鉴相器、一个VCO、一个源极跟随器（本实验未用）和一个齐纳二极管组成。

鉴相器有两个共用的输入端PCA IN和PCB IN，输入端PCA IN既可以与大信号直接匹配，又可间接与小信号相接。

自偏置电路可在放大器的线性区调整小信号电压增益。

本试验中，VCO的输出电压最高不超过1.5MHz，决定振荡频率的不仅和电源电压有关，而且与外界阻容元件有关。

振荡频率的定时元件又R1、R2和电容C1。

估计电阻电容值后进行验证，确保VCO out输出为300—700kHz时为线性关系
电容=51pF, R1=10K,R2=51K
作图如下：
鉴相后需经过环路滤波送入VCO，实验中使用有源环路滤波器，如下图所示：
对于RC积分器的频率合成器，有
R=K d K0/N max·ωn·C
式中，K d是鉴相灵敏度，K d对数字电路的鉴相器，是固定值。

（四）N分频设置
所测频率点为300kHz、500kHz、700kHz，74LS163设置如下：
电路连接情况可对比M分频中的连接，只需更改预置数（即D3D2D1D0高低电平的连接），在这不作赘诉。

四．测量结果及分析
总体电路图如附录一所示
测量数据及分析：
五．收获和体会
通过本次实验，我复习了通信电路相关知识，并对cd4046有了初步了解，相信对以后的学习会有所帮助。

参考书
[1]李晋炬.通信电路与系统实验教程[M].北京：北京理工大学出版社，2006.09。