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开题报告附页一、课题意义随着科学技术的发展，锁相环PLL是自动频率控制和自动相位控制技术的融 合其原理在数学理论方面早在30年代无线电技术发展的初期就已出现1930 年已建立了同步控制理论的基础，1932年贝尔塞什(Bellescize)提出了同步检 波理论，第一次公开发表了锁相环路的数学描述用锁相环路提取相干载波来完 成同步检波，早期的锁相环路采用电子管且价格昂贵，只能用在实验装置中，在 其他领域未得到广泛应用电子技术的飞速发展促使锁相环技术的发展进程特 别是由于战争，电子技术在军事领域的重要作用，使得其技术得到显著的提高 50年代随着空间技术的发展，由杰费(Jaffe)和里希廷(Rechtin)利用锁相环路 作为导弹信标的跟踪滤波器获得成功，并首次发表了包含噪声效应的锁相环路线 性理论分析的文章，同时解决了锁相环路最佳化设计问题鉴于其在通讯、航海、 军事等发面的广泛应用，研究锁相环电路的特性有助于了解和提高锁相环电路的 性能指标，使其在各领域得到更为广泛的应用和推广，其具有很强的实际应用价 值锁相环是一种反馈电路，其作用是使得电路上的时钟和某一外部时钟的相位 同步PLL通过比较外部信号的相位和由压控晶振(VCXO)的相位来实现同步 的,在比较的过程中，锁相环电路会不断根据外部信号的相位来调整本地晶振的 时钟相位，直到两个信号的相位同步。

在数据采集系统中，锁相环是一种非常有 用的同步技术，因为通过锁相环，可以使得不同的数据采集板卡共享同一个采样 时钟因此，所有板卡上各自的本地80MHz和20MHz时基的相位都是同步的， 从而采样时钟也是同步的因为每块板卡的采样时钟都是同步的，所以都能严格 地在同一时刻进行数据采集基本要求：1、 基于MC145163的PLL电路2、 输出频率范围20M-40MHZ，幅度大于100mV3、 步进频率10KHz.4、 附加功能：频率可预置、可调整、可显频等功能熟读设备说明书，严格遵守操作规程，爱护设备，保证设备的正常使用，发 现问题及时与老师取得联系时间安排：早进入阶段：和指导老师进行课题的沟通和交流，对课题有一个初步的理解 第一周：查询各方面资料，熟悉课题，对课题形成直观的了解第二周：整理资料，对设计中可能用到的软件进行熟悉，查找相关专业资料第三周：根据要求进行元件的选择确定元件数据第四周：画仿真电路进行调试程序第五周：用DXP设计硬件电路图,并选择器件第六周：做出硬件实物电路并调试现象第七周查资料，写论文第八周：整理论文，毕业答辩硬件总体方案设计与论证方案设计：图1按照系统设计功能的要求，锁相环是由鉴相器（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1所示。

二、系统组成图2系统的主要功能模块方框图该系统采用MC145163作为控制核心，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整个课题的设计需要用到低通滤波器、MC145163芯片、鉴相器、压控振荡 器如图2所示1、锁相环频率合成器的设计采用锁相环频率合成，可以得到任意频率步进,同时频率稳定度与参考晶振 相当，可以达到10-3锁相环路主要由晶振、参考分频器、压控振荡器（VCO）、 鉴频/鉴相器（FD/PD）、低通滤波器（LPF）、可编程分频器组成它是应用数字 逻辑电路将VCO频率一次或多次降低至鉴相器频率上，再与参考频率在鉴相电路 中进行比较，通过低通滤波器取出误差信号来控制VCO的频率，使之锁定在参考 频率的稳定度上，由于采用了大规模集成电路块MC145163,将图中的晶振、参 考分频器、鉴频鉴相器可编程分频器集成在一个芯片中，不需要再单独设计同 时利用AT89S52来控制MC145163,确定分频系数A、N和所产生频率的对应关系 锁相环的基本原理电路图如图3所示2S27加43Y110.24M33C4卄24图3锁相环控制电路图2、低通滤波器低通滤波器由运放MC1648和RC电路组成，其电路图如图4所示。

低通滤波 器用于滤除鉴相器输出的误差电压中高频分量和瞬变杂散干扰信号，以获得更纯 的控制电压，提咼环路稳定性和改善环路跟踪性能和噪声性能由于振荡器中心 频率受到温度、湿度、直流电源等外界因素干扰引起不稳定，当频率输入到低通 滤波器后，能对中心频率不稳定所引起的分量（处于低通滤波器通带之内）起作 用，使其中心频率锁定在设定的频率上因此，输出的中心频率稳定度很高C13 470pFR10« 100KR11 10K+12VC14A-0.33UFMC1648R9 470K10KDITONG.Q1匕 9018C12_1000plC1533UFC16C160.01UF47UF图4滤波电路图3、压控振荡器设计压控LC振荡器主要由压控振荡芯片MC1648和变容二极管MV209以及谐振回3.3kvcc0C8100PFn141■510UH1210C390PF―90.01U2200PFU5 VEEYc2YciAGCTANK OUTBPTMC1648OUT10UH «—IL560I 2200PFVCC c图5压控振荡电路路构成如图5所示MC1648需要外接一个由电感和电容组成的并联谐振回路为达到最佳工作性能，在工作频率要求并联谐振回路的QL21OO。

电源采用+5V的电压，一对串联变容二极管背靠背与该谐振回路相连，振荡器的输出频率随加在变容二极管上的电压 大小改变而改变四、整个电路的设计完成步骤如下:序号毕业设计阶段性工作及成果时间安排1拟定题目，完成开题09-10学年第一学期8-11 周2资料的收集、整理，了解毕业设计涉及的问题11-17 周3学习单片机、PLL等相关知识，方案论证09-10学年第二学期1-2周4优化设计方案3-4周5焊接、调试电路板5-6周6调试硬件、软件7-8周7完成毕业论文、答辩9-10 周参考文献[1] [日]远坂俊昭•锁相环（PLL）电路设计与应用[M].高等教育出版社,2006[2] 康华光•模拟电子技术基础（第四版）[M] •高等教育出版社，1999[3] 康华光•数字电子技术基础（第四版）.[M].高等教育出版社，1999[4] 王志功.光纤通信集成电路设计[M].高等教育出版社出版,2003[5] 顾峥.锁相环电路的应用[M].北京出版社,2002[7] 李华.单片机原理与接口技术，北京：清华大学出版社，33 — 80.[8] 刘光潭.中外集成电路简明速察手册，上海：电子工业出版社，1991.[9] 一九九九年产品目录（第一期），武汉力源股份有限公司，1999.[10] 刘利.液晶显示原理，上海：电子工业出版社，2002.5，52 — 70.[11] 李宏•张家田.液晶显示器件应用技术，北京：机械工业出版社，2004, 156 — 183.[12] 何丰•通信电子电路[M].北京：人民邮电出版社，2003.3。