【2017年整理】双模分频技术的原理.doc

　　4 双模分频技术的原理 M/M+1 分频器在频率合成器中很常用，它有两种工作模式，即 M 次分频模式和 M+1次分频模式，具体模式可由控制端决定当控制端为 0 时，预置数为输入数据的补码，即为 M 分频；当控制端为 1 时，预置数为输入数据的反码，即为 M+1 分频图 5 所示是双模分频锁相频率合成器的工作原理图中，外部压控振荡器（VCO）的输出频率为 fVCO，晶振的输出频率为 fOSC； 14 位可编程参考计数器的分频比 R 为 6～16383；11 位可编程计数器的分频比 N 为 16～2047，7 位吸收计数器的分频比 A 为 0～127 ，A 应小于 N；相位比较器的两路输入信号分别为 fr 和 fp，双模前置分频器分频比 P 为 64/65 或 128/129双模分频器的输出可同时驱动两个可编程分频器，分别预置为 N、A，并进行减法计数在÷N 计数器未计数到 0 时，模式控制为高电平，双模分频器的输出频率为 fVCO/(p+I)当输入 A×（ p+1）周期后，÷A 分频器计数到 0，此时模式控制电平将变为低电平，同时÷N 分频器还存在 N-A，因此，必须 N>A这样，受模式控制低电平控制，双模分频器的输出频率为 fvco/p。

再经过（N-A ）×p 个周期，÷N 计数器也计数到 0，此时两计数器重赋预置值 N、A，同时 PD 输出比相脉冲，并将模式控制信号恢复到高电平在一个完整的周期中，输入的周期数（即总分频比）为：NT=A×（P+1）+（N-A ）×P=P×N+A所以:fp=fvco/[(P×N)+A]fr=fosc/R　　当相位锁定时：fr=fp,即 fvco=[(P×N)+A]fosc/RFC 引脚用于改变相位比较器的相位特性根据 FC 脚的输入电平，可将内部积分器的输出电平（Do 端）特性和相位比较器的输出电平（φR、φP）求反此外，FC 还控制着相位比较器监测端（fout）的输出电平 5 应用电路MB15A02 的典型应用电路如图 6 所示该电路是一个由微机控制的 UFH 移动无线信道的频率合成器，其工作频率为 450MHz，fr=25kHz由图可见，MB15A02 的外围电路非常简单电路中可设置环路总分频比为 NT=NP+A=17733～17758，其中 P=64，N=277，A=5～30由于 fvco/NT=fp=fr=fosc/R，所以，输出频率（VCO 输出）应为:fvco=fr×NT=443.325～443.950MHz，步进 25kHz。

　　在图 6 中，R 值可根据选定的参考晶振频率来确定C1、C2 值取决于晶振频率应当说明的是：MB15A02 的 LE、FC 端内部有上拉电阻器当采用外部积分器时，Vp 端连接到 Vcc 端当 LD 为高电平时，电路为锁定状态，此时锁定检测端（LOCKDET ）输出低电平特别要注意的是，由于该电路要工作在 UFH 频段，因此， LPF 电路设计中的 0Ω电阻不能忽略[编 辑 本 段 ]分 频 器 定 义分 频 器 是 音 箱 内 的 一 种 电 路 装 置 ， 用 以 将 输 入 的 音 乐 信 号 分 离 成 高 音 、 中 音 、 低音 等 不 同 部 分 ， 然 后 分 别 送 入 相 应 的 高 、 中 、 低 音 喇 叭 单 元 中 重 放 分 频 器 是 指 将 不 同 频 段 的 声 音 信 号 区 分 开 来 ， 分 别 给 于 放 大 ， 然 后 送 到 相 应 频 段 的扬 声 器 中 再 进 行 重 放 在 高 质 量 声 音 重 放 时 ， 需 要 进 行 电 子 分 频 处 理 [编 辑 本 段 ]分 频 器 作 用分 频 器 是 音 箱 中 的 “大 脑 ”， 对 音 质 的 好 坏 至 关 重 要 。

功 放 输 出 的 音 乐 讯 号 必 须 经过 分 频 器 中 的 各 滤 波 元 件 处 理 ， 让 各 单 元 特 定 频 率 的 讯 号 通 过 要 科 学 、 合 理 、 严 谨 地设 计 好 音 箱 之 分 频 器 ， 才 能 有 效 地 修 饰 喇 叭 单 元 的 不 同 特 性 ， 优 化 组 合 ， 使 得 各 单 元 扬长 避 短 ， 淋 漓 尽 致 地 发 挥 出 各 自 应 有 的 潜 能 ， 使 各 频 段 的 频 响 变 得 平 滑 、 声 像 相 位 准 确， 才 能 使 高 、 中 、 低 音 播 放 出 来 的 音 乐 层 次 分 明 、 合 拍 ， 明 朗 、 舒 适 、 宽 广 、 自 然 的 音质 效 果 [编 辑 本 段 ]分 频 器 分 类它 可 分 为 两 种 ：（ 1） 功 率 分 频 器 ： 位 于 功 率 放 大 器 之 后 ， 设 置 在 音 箱 内 ， 通 过 LC 滤 波 网 络 ，将 功 率 放 大 器 输 出 的 功 率 音 频 信 号 分 为 低 音 ， 中 音 和 高 音 ， 分 别 送 至 各 自 扬 声 器 。

连 接简 单 ， 使 用 方 便 ， 但 消 耗 功 率 ， 出 现 音 频 谷 点 ， 产 生 交 叉 失 真 ， 它 的 参 数 与 扬 声 器 阻 抗有 的 直 接 关 系 ， 而 扬 声 器 的 阻 抗 又 是 频 率 的 函 数 ， 与 标 称 值 偏 离 较 大 ， 因 此 误 差 也 较 大， 不 利 于 调 整 2） 电 子 分 频 器 ： 将 音 频 弱 信 号 进 行 分 频 的 设 备 ， 位 于 功 率 放 大 器 前 ， 分 频 后 再用 各 自 独 立 的 功 率 放 大 器 ， 把 每 一 个 音 频 频 段 信 号 给 予 放 大 ， 然 后 分 别 送 到 相 应 的 扬 声器 单 元 因 电 流 较 小 故 可 用 较 小 功 率 的 电 子 有 源 滤 波 器 实 现 ， 调 整 较 容 易 ， 减 少 功 率 损耗 ， 及 扬 声 器 单 元 之 间 的 干 扰 使 得 信 号 损 失 小 ， 音 质 好 但 此 方 式 每 路 要 用 独 立 的 功率 放 大 器 ， 成 本 高 ， 电 路 结 构 复 杂 ， 运 用 于 专 业 扩 声 系 统 。

[编 辑 本 段 ]分 频 器 的 “阶 ”（ 图 ）一 般 来 说 ， 分 频 器 包 括 三 个 基 本 参 数 第 一 个 ， 就 是 分 频 器 的 分 频 点 ， 这 个 应 该 不 用 多 说 第 二 个 ， 就 是 所 谓 分 频 器 的 “路 ”， 也 就 是 分 频 器 可 以 将 输 入 的 原 始 信 号 分 成 几 个不 同 频 段 的 信 号 ， 我 们 通 常 说 的 二 分 频 、 三 分 频 ， 就 是 分 频 器 的 “路 ”第 三 个 ， 就 是 分 频 器 的 “阶 ”， 也 称 “类 ”一 个 无 源 分 频 器 ， 本 质 上 就 是 几 个 高 通 和 低 通 滤 波 电 路 的 复 合 体 ， 而 这 些 滤 波 电 路的 数 量 ， 就 是 上 面 所 说 的 “路 ” 但 是 在 每 一 个 滤 波 电 路 中 ， 还 有 更 精 细 的 设 计 ， 换 句话 说 ， 在 每 一 个 滤 波 电 路 中 ， 都 可 以 分 别 经 过 多 次 滤 波 ， 这 个 滤 波 的 次 数 ， 就 是 分 频 器的 “阶 ”下 面 ， 我 们 看 两 张 电 路 图 ， 上 面 的 是 “双 路 一 阶 分 频 器 ”， 下 面 的 是 “双 路 二 阶 分频 器 ”。

双 路 一 阶 分 频 器 （ 右 图 上 ）双 路 二 阶 分 频 器 （ 右 图 下 ）由 上 面 的 图 ， 我 们 可 以 很 明 白 的 看 出 来 ， 一 阶 分 频 器 也 是 感 容 分 频 的 结 构 ， 而 二 阶分 频 器 中 的 每 一 路 都 经 过 了 两 次 滤 波 ， 这 个 “两 次 滤 波 ”才 是 “二 阶 ”的 真 正 含 义 ！实 际 上 ， “二 阶 分 频 器 ”这 样 的 说 法 也 并 不 规 范 ， 因 为 “阶 ”并 非 是 针 对 整 个 分 频 器的 ， 而 是 针 对 其 中 的 某 一 “路 ”的 ， 所 以 严 格 的 说 法 应 该 是 “双 路 分 频 器 ， 高 低 频 皆 采 用二 阶 滤 波 ”， 因 为 虽 然 并 不 多 见 ， 但 高 频 采 用 二 阶 滤 波 而 低 频 采 用 一 阶 滤 波 这 样 的 设 计也 是 有 的 除 了 一 阶 分 频 和 二 阶 分 频 外 ， 无 源 分 频 器 还 有 三 阶 、 四 阶 乃 至 六 阶 分 频 采 用 高 阶分 频 的 好 处 在 于 其 滤 波 衰 减 斜 率 更 大 ， 分 频 效 果 更 好 ， 而 且 也 有 利 于 设 计 分 频 补 偿 电 路（ 因 为 并 不 是 “分 ”得 越 彻 底 越 干 净 的 分 频 器 就 是 好 分 频 器 ， 理 论 上 说 ， 分 频 后 的 两 个 信号 曲 线 在 叠 加 之 后 ， 与 原 曲 线 完 全 一 致 ， 这 才 是 真 正 的 好 分 频 器 ） ， 但 高 阶 分 频 的 功 率损 失 大 ， 特 别 是 相 位 影 响 大 ， 设 计 不 好 声 音 就 会 乱 了 套 。

所 以 不 是 越 高 阶 的 分 频 就 越 好市 场 上 的 2.0 多 媒 体 音 箱 ， 使 用 电 容 或 阻 容 分 频 的 居 多 ， 使 用 分 频 器 的 极 少 ， 而使 用 二 阶 分 频 的 更 少 如 冲 击 波 SB-2000 使 用 的 是 一 阶 分 频 器 ， 而 使 用 二 阶 分 频 的 ，则 只 有 惠 威 T200A、 M200， 漫 步 者 S2000、 1900TIII 等 寥 寥 而 已 （ Soomal 注 ：还 有 不 少 高 档 音 箱 采 用 的 是 二 阶 分 频 ） 分 频 器 是 指 将 不 同 频 段 的 声 音 信 号 区 分 开 来 ， 分 别 给 于 放 大 ， 然 后 送 到 相 应 频 段的 扬 声 器 中 再 进 行 重 放 在 高 质 量 声 音 重 放 时 ， 需 要 进 行 电 子 分 频 处 理 它 可 分 为 两 种 ：（ 1） 功 率 分 频 器 ： 位 于 功 率 放 大 器 之 后 ， 设 置 在 音 箱 内 ， 通 过 LC 滤 波 网 络 ，将 功 率 放 大 器 输 出 的 功 率 音 频 信 号 分 为 低 音 ， 中 音 和 高 音 ， 分 别 送 至 各 自 扬 声 器 。

连 接简 单 ， 使 用 方 便 ， 但 消 耗 功 率 ， 出 现 音 频 谷 点 ， 产 生 交 叉 失 真 ， 它 的 参 数 与 扬 声 器 阻 抗有 的 直 接 关 系 ， 而 扬 声 器 的 阻 抗 又 是 频 率 的 函 数 ， 与 标 称 值 偏 离 较 大 ， 因 此 误 差 也 较 大， 不 利 于 调 整 2） 电 子 分 频 器 ： 将 音 频 弱 信 号 进 行 分 频 的 设 备 ， 位 于 功 率 放 大 器 前 ， 分 频 后 再用 各 自 独 立 的 功 率 放 大 器 ， 把 每 一 个 音 频 频 段 信 号 给 予 放 大 ， 然 后 分 别 送 到 相 应 的 扬 声器 单 元 因 电 流 较 小 故 可 用 较 小 功 率 的 电 子 有 源 滤 波 器 实 现 ， 调 整 较 容 易 ， 减 少 功 率 损耗 ， 及 扬 声 器 单 元 之 间 的 干 扰 使 得 信 号 损 失 小 ， 音 质 好 但 此 方 式 每 路 要 用 独 立 的 功。