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1、2007年第6期安徽电子信息职业技术学院学报No.62007第6卷(总第33期)JOURNALOFANHUIVOCATIONALCOLLEGEOFELECTRONICS&INFORMATIONTECHNOLOGYGeneralNo.33Vol.6[文章编号]1671-802X(2007)06-0118-03锁相环CD4046在电动机转速测量装置中的应用黄凤娟(安徽电子信息职业技术学院,安徽蚌埠233030)[摘要]CD4046是一种通用的CMOS数字锁相环,是目前集成锁相环的代表性器件。文章介绍了锁相环集成电路CD4046的内部结构及其工
2、作原理,并介绍了锁相环CD4046在电动机转速测量装置中的一种典型应用。[关键词]锁相环;锁相倍频;转速测量[中图分类号]TM921.02[文献标识码]B1.锁相环的概念的需要。锁相环是一种以消除频率误差为目的的自动相位控2.集成锁相环CD4046制电路,能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环过去的锁相环多采用分立元件和模拟电路构成,现系统,简称PLL。由于锁相环具有锁定后无频差的特点,因在常使用集成电路的锁相环,因为集成锁相环性能优良、此广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步价格便宜、使用方便,因而获得广泛的应用。应该指出,
3、集等技术领域。成锁相环往往不含环路滤波器,因此使用时必须外接不锁相环主要由鉴相器(PD)、压控振荡器(VCO)、环路同的R、C元件,构成环路滤波器,使锁相环具有不同的性滤波器(LF)三部分组成,如图1所示。其中LF为低通滤波能,以应用于不同的场合。集成锁相环CD4046就是其中的器。一种。2.1CD4046的特点锁相环CD4046是一种通用的CMOS数字锁相环。最高工作频率约1MHZ。电源电压范围宽(为3V-18V),输入阻抗高(约100MΩ),动态功耗极低,在中心频率f为10kHz下0功耗仅为600μW,属微功耗器件。2.2CD4046
4、的引脚功能图1锁相环的基本组成框图CD4046采用16脚双列直插式,其引脚排列如图2所压控振荡器(VCO)的输出Uo接至鉴相器的一个输入示。端,其输出频率的高低由环路滤波器上建立起来的平均各引脚功能如下:电压U大小决定。施加于鉴相器另一个输入端的外部输1脚:相位输出端,环路d入信号U与来自VCO的输出信号Uo进行相位比较,比较入锁时为高电平,环路失锁i时为低电平。2脚:鉴相器Ⅰ结果产生一个与相位差成正比的误差电压U,该电压经Ψ的输出端。3脚:比较信号输环路滤波器滤除高频分量后,得到一个缓慢变化的直流入端。4脚:压控振荡器输出电压U作为控制
5、电压,加到VCO上,从而控制VCO的振荡d端。5脚:禁止端,高电平时禁频率,使VCO输出频率不断改变,直至VCO的输出频率和止,低电平时允许压控振荡输入信号频率获得一致。这时两个信号的频率相同,两相器工作。6、7脚:外接振荡电位差保持恒定(即同步)称作相位锁定。容。8、16脚:电源的负端和正当锁相环入锁时,它还具有“捕捉”信号的能力,VCO端。9脚:压控振荡器的控制可在某一范围内自动跟踪输入信号的变化,如果输入信端。10脚:解调输出端,用于号频率在锁相环的捕捉范围内发生变化,锁相环能捕捉图2CD4046的引脚排列FM解调。11、12脚:外
6、接振荡到输入信号频率,并强迫VCO锁定在这个频率上。锁相环电阻。13脚:鉴相器Ⅱ的输出应用非常灵活,如果输入信号频率f不等于VCO输出信号1端。14脚:信号输入端。15脚:内部独立的齐纳稳压管负频率f,而要求两者保持一定的关系,例如比例关系或差2极。值关系,则可以在外部加入一个运算器,以满足不同工作2.3CD4046的内部结构及工作原理*[收稿日期]2007-05-19[作者简介]黄凤娟(1970.10-)女,汉族,安徽枞阳人,安徽电子信息职业技术学院讲师。研究方向:电子通信技术。118XUEBAO2007.12.20技术园地黄凤娟——锁
7、相环CD4046在电动机转速测量装置中的应用第6期CD4046的内部电原理框图如图3所示。主要由压控振出频率则线性地增大到最高输出频率。VCO振荡频率的范荡器(VCO)、源跟随器(A2)、稳压器、线性放大和整形电围由R、R和C决定。由于它的充电和放电都由同一个电121路(A1)以及两个鉴相器(Ⅰ、Ⅱ)组成。容C完成,故它的输出波形是对称方波。一般规定CD40461的最高频率为1.2MHz(V=15V),若V<15V,则f要降低DDDDmax一些。当CD4046用于调频波的解调时,环路滤波器输出的控制电压经源跟随器(A2)至10脚,得到FM
8、的解调信号。注意,10脚与地之间必须接负载电阻R。5CD4046还有一个由齐纳二极管构成的稳压器(稳压值U=5~8V)。当CD4046与TTL电路匹配时,该稳压管可用Z作辅助电源。综上所述,C
