锁相环电路
CC4046
简要说明
引出端排列
该电路是与 MOTOROLA 公司的 MC14046 及 RCA 公
司的 CD4046 性能相同的锁相环。它内部包含相位比较器、压
控振荡器 (VCO) 及其它辅助电路。可用于频率合成器、鉴频
器、 FM 或 FSK 调制与解调器、数据传输位同步恢复与载被提
取及电压一频率变换等设备。是→种通用性较强的集成电路。|
PD OJ
PDo ,
PD I2
电路的基本特性为:
(1)内含两个相位比较器，有三种输出形式。
10V , R1 = 5kQ , R2 = ∞)为
l .4 MHz
(5) 电源 (VDD )
PD"
PDo 2
R2
R,
INHU5
C, U6
C, U7
GNDU8
V COI 和外接电阻 R] 、风、外接电容 C]O
(4)VCO 线性度为 1% ，温度稳定性为 0.04%
Vz
VCO o
(2) 提供内部的压控振荡器，具:振荡频率取决于输入电压
(3)最高振荡频率 (VDD =
VDD
SFo
vco ,
/ "(:
3-18V
(6)工艺
CMOS
(7)封装
16 引线双列直插
引出端符号说明
PDO]-PD03
功能框图
IPD II -PD I2
相位比较器输出
相位比较器输入
VCO。
压控振荡器输出
INH
控制信号
C]
外接电容
GND
地
VCO]
压控振荡器输入
SF。
•
跟随器输出
R] 、民外接电阻
•
VCO.< 9
l
ffiUL 民权哥哥 L
1-
!( 1 )PDo
Vz
V OD
齐纳稳压管负极
正电源
J
)1
~
-443-
引出端功能说明
VCO y 、 VCO。一一压控振荡器的输入与输出信号。在锁相环电路中，通常 VC0 1 来自
相位差低通滤波输出，以平均电压控制 VCO 的振荡频率。其输出直接(或经分频)作为参
考信号加到相位比较器。
SF。一一源极跟随器输出。
INH一一控制信号输入，若 INH=L ，允许 VCO 工作和源极跟随器输出;若 INH=H ，
则相反，电路处于降功辑状态。
RI 、 R 2-一一外接电阻至地，分别控制 VCO 的最高和最低振荡频率。
C 1 一一接于 6-7 端的电容，控制 VCO 的振荡频率。
PD II 、 PD l2一一两个相位比较器输入信号。通常 PD I2为来自 VCO 的参考信号 ;PDII
输入允许将 O.lV 左右的小信号或方波经内部放大整形电路，送至相位比较器。
PD 01 一一相位比较器 1 输出的相位差信号，它采用异或门结构，即鉴相特性为
PD o1 =PD II ⑥ PD I2。
PD 02一一-相位比较器 2 输出的兰态相位差信号，它采用 PD II 、 PD I2 J工升沿控制逻辑。
PD 03一一一相位比较器 2 输出的相位差信号，也为 t 升沿控制逻辑。
V z一一内部独立的齐纳稳压二极管负极，其稳压值几 ~5~8V ，若与 TTL 电路匹配
时，可作辅助电源。
V DD一一-正电源，通常选 +5 或+10、 +15V 。
电路的基本原理
该电路主要包括两部分:
(1)相位比较器(或鉴相器)
CC4046 内部有两个相位比较器。比较器 1 采用异或门
( 即模二和)结构、为使锁相范围最大，通常要求
Vd
PD 11 、 PD I2均是占空比为 50% 的方波。因 10-8
VDD
给出 PDI\与 PD I2的相位差，
A(p=
0 。、 45
0
、
90 。时相应的 PD 01 输出波形及低通滤波后的控
V DD '2
制电压 Vρ 可见 PD 01 的脉宽和几分别为 0 ，
AIÞ
。
90
同 10-7
e
180
1 _,
1
T /8 , T /4 和 0、-:V Tlf) o 其鉴相特性为直
4'V DD/h、 -=
2' vv
f)
V，，-ð.φ 关系曲线
线，如图 10-7 所示。
PD，，~于LJ工J--FU-工
PDI'~←「工-+fL-工飞非工厂
J i.JLSLrL ~n 厂
PDa
.••
,,
BBEES-FF
V
AHV
'也- 1
AU
。υ
(aJ
.J ó - ()
( h) L1 dJ
l刽 10-8
-444一
= 15
相位比较器 1 的波形
((')
L11/1 =.90 、
'
相位比较器 2 是由输入信号 PD I1、 PDI2上升沿控制的数字存储网络，其构成逻辑如图
10-9 所示‘可见它是由门电路、 RS 触发器和三态 P、 N#g 道管输出级构成。由于该比较器
、，，hbdR
仅在 PDI\、 PD 12 七升沿起作用，故与其占空比无关。由图 10-9 可知，若 PD I1超前于 PD 12 ，
啕
故上升沿先到，经门电路使 P 管导通，输出 PD 02 为高电平 ， PD 03 为低电平，此时 N 管截止，
直到 PD I2上升沿来到使或非门 2 输出变为 0 ，或非门 3 所有输人端均为 0 ，输出变为1，从
而使 P 管截止， PD 02 呈高阻态 ， PD 03 为高电平。同样.若 PD ll 落后于 PD口，则 PD 02 输出
为低电平 ， PD 03 也为低电平，如图 10-10 所示。
•
PD 1 ,
t-l
PD
PD"
|冬110-9
相位比较器 2 的逻辑关系险|
咀4→INH
VCOI ---J
PDu
<V d )
R,
e
PDo J
lL'
,
Vd
闺 10-10
相位比较器 2 的波形
(2) 压控振荡器 (VCO)
图 10一 11
vco 的等致功能逻辑罔
CC4046 采用 RC 型 VCO ，其逻辑图如图 11 示。输入电压
VCO ，(即 Vd ) 控制对 C] 的充放电电流 ι 以改变 VCO 的振荡频率元。若 Vd=GND ， 则 10
-445一
•
最小'/0 最低，为 fmm 勾 R2(C l+32Pη
1
此时如果 R2 = ∞，电路将停振，儿mm 等于零。若
Vd=VDD ， 则 10 最大，元最高，为/MIm~R
~ I (Cl
,
1
•-fc
通常外接元件值取为lOKQ
+32P盯
Dmin'
<R j <IMQ 、lOkQ<R 2 <IMQ、 100pF<C 1 <0.01 j1F
0
、"
,
INH 信号控制电流 ι 的通路，以达
到 VCO 是否工作的目的。
VCO 的最高振荡频率实际上与电源电压 VDD 有关，若 VDD 降低，贝 0 元 max 也相应要减
小。
Vd 对 VCO 的输出信号频率 f。有良好的线性关系，可达 0.3%-1% 的线性度，选 VDD
低一些，可改善线性，但儿 max 要降低。
主要电参数
(1)直流特性 (TA
= 25t)
特性
符号
Voo(V)
输出低电子电压
V OL
5
10.
15
输出高电平电压
输入低电平电压
输入高电平电压
输出高电平驱动电流
。
4.95
9.95
14.95
V IH
5
10.
15
2.75
5.5 0.
8.25
V
5
一0. .36
10
15
-0. .9
IOH
I DD
lr
齐纳稳压管电压 (/z= 5 0.μA)
Vz
齐纳管动态电阻 (/z=
Rz
-446一
V
V
C1
lmA)
0.,0. 5
0. 0. 5
0..0. 5
。
V lL
输入电容
= 1o. kHz,R 1 = 1Mil , R2 =∞)
。
2.25
4.5 0.
6.75
I1
(I NH = %
单位
5
10
15
输入电流
总电JÐ京电流
最大{在
V
5
10.
15
IOL
静态电流
典型值
5. 0.
10
15
V OH
输出低电平驱动电流
e
最小值
.
mA
一 3.5
5
10
15
0. .88
2.25
8.8
士 1
10-5
mA
土 0. .3
μA
5. 0.
7.5
pF
5
10.
15
0..0.0. 5
20.
40.
80.
JJ. A
5
10.
15
14.6
29.1
43.7
X
0..0. 10
0..0. 15
6.3
7. 0.
100.
μA
7.7
V
Q
..
(2γ;二枝叶辛抖:(ζ习j 工'50p F. T 1
牛;f'r't
E
→「'
= 25t-~)
川
「之古[-IMifi ! 比啊!在! 二)\: íti
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主i~ ;Jj --r':I?子!手 r í~ Il
Lil-JLJ1:!
(3)圭f~ {.:,= 比较25 特性 (T4=-2f ℃)
{4jh;J专振 1~笃器牛?性
-----------寸斗-.____"_____t
制叫
!
:
i
;
!
2
;
i
'
川、=∞
气
线性度
l
(R 2 = ∞)
k:~
:_11.\: '7-可(.[
hv
一二
i
耳电
15
咛Wli :t il'l 二工 [.-L
ρc
VCO[ 输入 fl.1j:fl
RI
L二~i5
J」J:一」」-L
5~)
lsno
ι一一一一二L二
MQ
e
(5)源被跟随器特性(巳'--= 25C)
『
A
A崎.
呵/
(6)极限参数
占主大 1在
参数
单位
V
V
mA
℃
贮存温度
150
℃
使用方法与典型线路
(1)锁相倍频电路 if(}= 10Qf~!!=
1-200Hz)
(低通滤波器 I
PD"
<f; )
4
VCO"
(fo)
.
(2) 定时恢复与形成电路
,
VDD(+15V)
币'
,
-448一
(3)接收裁波恢主UDJ1各
~ l 王飞r
-n 屿
滤载
?波波
川问
(C Tì.t LSìL
ICClll 拍)
专司 V
10
iCT74LS71)
(CC I0 49)
+ 5V
0.17μZk
刷了→
载汲信息
￠
,
-449一
国内外 InJ 类产品型号对照
>>
CSC3529
CSC5620 I
(CH5620)
I
e
,
--450一
'
￠
,
-451 一
用户线接口电路
中闰
CSC3419
SC3 川 20
SC88 :'i OO
SC8861 ()
编码与解码电路
中国
|MOTOROLA
CSC2911
SC5156
MC14403
CSCI4403
CSC35υ6
CSC2914
CSC29C14
SC2917
SC29C17
SC145557
一，-----，
SC8961
SC8965
SC3417
SC3418
SC145532
MC145512
e
,
-452一
一一「一
•
模拟与数字交换电路
中国
岛lI TÉL
岛10TOROLA
TEXAS
PLESSEY
RCA
SC079
SGS
THOMSON
M079
CSC22100
Mζ:142100
CD22JOD
M22100
MC142JOl
CD22101
如122101
(CC22 100)
CSC2空 101
(CC22101 )
二C5S2C81801L4i
1
MC3416
SC8809
SC88J6
SC8980
MT8980
SC8981
M 丁8%1
一-一一
十|
CSC8812
码型变换与中继再生电路
中 LT4
TEXAS
MOTOROLA
SC22 103
MCl 川3!
SC2202
叫二
SCI45439
PLESSEY
RCA
THOMSON
MJ1440
SCI440
SC2222
I
MJI471
CD22 103
TCM2202
SC7332
EF7332
SC7333
EF7333
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SC22301
CD2mll
e
,
-453
•
•
数据调制解询电路
钱相环与频率合成电路
古
主旦引且二 丘旦巳旦旦:兰旦旦:兰±巳
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