锁相环频率合成器_锁相频率合成器原理

三、锁相频率合成器
1．单环锁相频率合成器

图1下变锁相频率合成器
　　基本的单环锁相频率合成器的构成如图1所示。环中的÷N分频器采用可编程的程序分频器,合成器输出频率为

式中fr为参考频率,通常是用高稳定度的晶体振荡器产生,经过固定分频比的参考分频之后

的。这种合成器的分辨率为fr。设鉴相器的增益为Kd,环路滤波器的传递函数为F（s）,压控振荡器的增益系数为K0,则可得单环锁相频率合成器的线性相位模型,如图2所示。图中,

图2单环频率合成器线性相位模型

式中K′=KdK0/N。

相位是频率的时间积分,故同样的传递函数也可说明输入频率（即参考频率）
fr（s）和输出频率fv（s）之间的关系。误差传递函数

由前四式

较,单环锁相频率合成器的传递函数与线性锁相环的传递函数有如下关系:

图3（a）是通用型单片集成锁相环L562(NE562)和国产内的锁相倍频，即可得到1~10倍的输入信号频率输出.

图2 : L562的内部结构
（a）L562频率合成器；(b)L562内部框图

2．变模分频锁相频率合成器
　　在基本的单环锁相频率合成器中,VCO的输出频率是直接加到可编程分频器上的。目前可编程分频器还不能工作到很高的频率上,这就限制了这种合成器的应用。加前置分频器后固然能提高合成器的工作频率,但这是以降低频率分辨率为代价的。
图4为采用双模分频器的锁相频率合成器的组成框图。

图4 双模分频锁相频率合成器

模分频器有两个分频模数,当模式控制为高电平时分频模数为V＋1,当模式控制为低电平时分频模式为V。双模分频器的输出

驱动两个可编程分频器,

分别预置在N1和N2,并进行减法计数。在一个完整的周期中,输入的周期数为