L562 30MHZ单片式集成锁相环电路
最大工作电压 | 30V |
输入电压 | 3V（有效值） |
存贮温度 | -65℃～+150℃ |
工作温度 | 0℃～+70℃ |
功 耗 | 300mw |
最大绝对额定值 L562锁相环（PLL）电路是单片式信号调制和解调系统。它由压控振荡器（VCO）、相位比较器、 放大器、和低通滤波器组成。其内部连接方式如逻辑图所 示。该锁相环的中心频率由压控振荡器的自由振荡频率 （f0）决定。而VCO频率是由一个外部电容建立。决定琐 相环电路捕捉特性的低通滤波器则由相位比较器输出端上的两个电容和电阻构成。
为了达到多功能的目的，环路反馈不是内部予先接好的，而是将VCO输出端和相位比较器输入端之间断开，以便能将分频和混频电路插入其间，使环路作倍频和移频使用。
L562 的最高工作频率可达30MHZ
封装形式：
典型值： 白瓷：16 脚双列直插
工作频率 f=30MHZ 黑瓷：16 脚双列直插
输入电压 Vi=3.0V 使用温度范围：
输入电阻 Ri=2.0KΩ L562 0℃—+75℃
功 耗 PD=300mw/封装（空载） -55℃—+125℃
逻辑图
线路图
参数表 电源电压V+=18V 测试温度=25℃
特 性 | 规范值 | 单位 | 测试条件 | ||
最小值 | 典型值 | 最大值 | |||
最低工作频率 | 0.1 | HZ | |||
最高工作频率 | 15 | 30 | MHZ | ||
电源电流 | 10 | 12 | 14 | mA | |
锁定信号的最小输入 | 200 | μV | |||
动态参数范围 | 80 | dB | |||
VCO温度系数 | ±0.06 | ±0.15 | %/℃ | 在2MHZ下测量 | |
VCO电源电压调整 | ±0.3 | ±2 | %/℃ | 在2MHZ下测量 | |
输入电阻 | 2 | KΩ | |||
输入电容 | 4 | pf | |||
输入直流电平 | +3 | +4 | +6 | V | |
输出直流电平 | +10 | +12.5 | +15 | V | 9脚接15KΩ电阻到地 |
有效输出摆幅 | 4 | V | 在9脚测量 | ||
调幅衰减量 | 30 | 40 | dB | ||
去加重电阻 | 8 | KΩ | |||
偏置参考源电压 | +6.5 | +7.5 | +8.5 | V | 1脚 |
直流电平 | +11 | +13 | +16 | V | 13、14脚 |
电路使用说明:
一、偏置参考源 、
L562电路的1脚是内部稳压的偏置参考源输出，可用作管脚2和管脚15相位比较器输入端的偏流源(如图l所示)，以达到偏置的目韵。
二、相位比较器的输入端
相位比较器的反馈输入端2脚和1 5脚通常采用单端电容耦合方式。即通过相位比较器两输入端之一和VCO输出之间的电容性耦合来实现环路的闭合。在频率合成器应用中，可将分频器或计数器置于环路中。
三、VCO输出
VCO信号是经由缓冲放大器从3脚和4脚输出的。因为输出是射极开路输出，所以必须在3脚、4脚到地接一个3～ 12KQ的射极负载电阻。调节电阻值使电路总功耗不超过300mw，并且流过每个射极上的平均电流不超过4mA。当16脚接+16V电源时，3、4脚输出电压的峰一峰值为+4.5V。
四、VCO调谐
当5、6脚之间接入一个计时电容后，就很容易地实现了VCO自由振荡频率的调谐。对 L562来说,可同时采用下述两种方法或用其中之一就可实现VCO召由振荡频率的微调。第一种方法是将微调电容和计时电容并联。这是最简单的方法，并且外接元件最少。但在低频段难以实现微调。第二种方法是将两个电阻和一个电压源按图2所示的连接加到5、6脚上。这时VCO的频率f是加到A点上的电压的函数，必须指出，采用这种方法所获得的VCO自由振荡频率要比单独采用微调电容的方法大。VCO频率f与A点所加电压和电阻R以及固有频率之间的函数关系由下面的近似公式给出。
式中R的阻值为20KΩ一60KΩ，f0是A点电压为6.4V时VCO的固有振荡效率。若将上式改写为：
就可作出如图3所示的△f／f0和VA之间的关系曲线，选择不同的R值，就可得到不简的抽线。
图1．鉴相器偏压供给电路
五．环路的增益特性
整个L562锁相环的开环增益可用下式表示：
K0=Kl.K2
式中K0=总的开环增益
K1=相位比较器和放大器的转换增益
K2=VCO的转换增益
VCO的转换增益K2实际上是单位误差控制电压引起的VCO频率变化，对L562特定的设计，其值等于VCO的频率，即
K2=f0 HZ／V 或K2=2丌f0弧度／伏·秒
相位比较器和放大器的转换增益K1，在Vs<40mV时，近似与输入信号成正比，在Vs>40mV时，K1约等于1.5V/度，K1可近似表示为：
式中Vs的单位是mV，它是输入信号的有效值。
六．信号输入
由于电路的输入是差分输入结构，并且信号输入端在内部接到内部偏置电压源上，所以输入信号必须采用电容性耦合。在大多数应用中，是用单端输入方式，这时不用的输入端应旁路接地。
七、解调输出
电路的9脚是环路误差控制电压的低阻输出端，同时也是FM解调的输出端。使用时必须由9脚到地(或到负电源)接一个电阻。该电阻的阻值可以调整，使输出电流不超过5mA或L562的功耗不超过最大绝对额定值300mW。当不使用时，9脚应开路。
八、去加重滤波器
电路的lO脚去加重端通常是为PLL作解调“调制音频”信号所要求的。应用时，由该端到地接一个电容来实现去加重。对其它应用来说，它可用来响应输出的波形。输出放大器
的3dB带宽同去加重电容CD有以下的关系：
式中RD=3KQ
当锁相环不使用输出放大器时～lO脚应旁路接地。
九、跟踪范围的控制
PLL的频率跟踪范围可以由跟踪范围控制端(7脚)上的注入电流来控制。当注入增大到0.7mA时，环路被截断。
十、低通滤波器
在大多数应用中，环路低通滤波器常连接于13脚和地之间或14脚和地之间，滤波器用来调节环路的响应时间，捕捉范围以及抑制(或衰减)频带信息之外的信息。图4示出了四种滤波器的结构及其功能。对5MHZ以下的VCO工作频率来说，可采用a、b两种的结构，当工作频率较高时(即fo≥5MHZ时)，可采用c．d两种的结构，以确保环路的稳定性。为保证环路的绝对稳定，电阻Rx的典型值在50～200Ω之间，电容C1可用以下近似公式来计算：
因为Rx≤R所以对a、c两种形式
对b、d两种形式
R=6KΩ（输出晶体管的集电极电阻）
F=所要求的环路截止频率。
十一、环路的增益控制
在13脚和14脚之间串入一个增益的作用。接Rp后环路总增益为：
K′=K.α
式中α=RF／(12000+RF)称为增益减小系数
当工作频率大于5MHZ时，高的环路增益会引起电路工作的不稳定。采用这种方法，可以抵消因为f0升高而使K过大造成的工作不稳定性。
十二、静态环路相差
当PPL锁定时，VCO输出同输入信号间的正常相差为±90°。但由于内部补偿的原因，在理想锁定条件下正常相差约为几度，通常典型值为±5°或更小一些。
应用举例
L562是一种有通用功能的器件，宜于作调频解调(调频广播检波、调频／调幅遥测解码、移频键控解码)、频率同步、信号处理、倍频与分频、移频、调幅检波及其组合之用。上述应用中，输入信号一种是变化的频率输入；另一种是固定的频率输入。下面介绍有代表性的调频解调和频率合成两方面的应用。
一、调频信号解调
图5是由L562单片锁相环电路构成的调频信号解调的实验电路。
调频信号经耦合电容Cc由鉴相器的11、12脚双端输入，压控振荡器的输出电压从3脚经外接耦合电容Cc由2脚输入鉴相器与输入信号比相，鉴相器的15脚则通过0.1μf旁
路电容高频接地。内部经稳压的电压，从l脚经过IKΩ（偏压供给电阻)分别加到鉴相器的2脚和15脚，作为鉴相器的偏压。4脚经1.2KΩ电阻到地直接输出振荡电压。由于要求环路工作在“调制跟踪”状态，因此必须设计环路滤波器带宽，以保证调制频率成分顺利通过，9脚经l.5KΩ电阻接地，同时输出解调信号。
二、频率合成器
图6是由L562单片锁相环构成的频率合成器的实验电路。
参考信号经耦合电容Cc由12端输入鉴相器，鉴相器的另一输入端通过0.1μf的电容高频接地。压控振荡器电压由4脚经耦合电容Cc加到N次分频器(÷N)的输入端。分频器的输出电压又经0.1μf耦合电容从15脚单端输入鉴相器与参考信号比相。鉴相器的13脚和14脚之间接一个O·001μf的电容C1作为环路滤波器。鉴相器的偏压仍由1脚输出，经偏压网络接到2和15脚，定时电容GT可变，以调整振荡频率。10脚悬空，9脚经0.00lμf电容接地，使输出端9脚直流开路而不工作，当环路锁定时，频率合成器的信号由3脚输出。
图5 调频信号解调电路
L562 技术支持
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