基于锁相环CD4046的调频与鉴频电路的研究开题报告

全文总字数：1892字

1. 研究目的与意义

研究目的：采用CD4046锁相环芯片实现语音信号的调频与鉴频。语音信号经放大调频后由红外二极管发射，再由光电二极管接收信号，经放大后送鉴频器，鉴频后经功率放大后驱动扬声器，实现信号的无线传输。设计制作电路，撰写论文。

研究意义：通过锁相环芯片实现信号的无线传输，可以有更好的安全保密性，有更低的误码率，以及更好的传输效率。为之后进行更深层次的无线传输奠定基础。

2. 国内外研究现状分析

锁相环(pll-phase locked l00p)是自动频率控制和自动相位控制技术的融合。人们对锁相环的最早研究始于20世纪30年代，其在数学理论方面的原理，30年代无线电技术发展的初期就己出现。1930年建立了同步控制理论的基础，1932年法国工程师贝尔赛什(bellescize)发表了锁相环路的数学描述和同步检波论，第一次公开发表了对锁相环路的数学描述[1]。锁相技术首先被用在同步接收中，为同步检波提供一个与输入信号载波同频的本地参考信号，同步检波能够在低信噪比条件下工作，且没有大信号检波时导致失真的缺点，因而受到人们的关注，但由于电路构成复杂以及成本高等原因，当时没有获得广泛应用。 到了1943年锁相环路第一次应用于黑白电视接收机水平同步电路中，它可以抑制外部噪声对同步信号的干扰，从而避免了由于噪声干扰引起的扫描随机触发使画面抖动的象，使荧光屏上的电视图像稳定清。随后，在彩色电视接收机中锁相电路用来同步彩色脉冲串。从此，锁相环路开始得到了应用，迅速发展。 五十年代，随着空间技术的发展，由杰费(jaffe)和里希廷(rechtin)研制成功利用锁相环路作为导弹信标的跟踪滤波器，他们第一次发表了含有噪声效应的锁相环路线性理论析文章，并解决了锁相环路最佳设计化问题[2]。空间技术的发展促进了人们对锁相环路及其理论的进一步探讨，极大地推动了锁相技术的发展。

六十年代初，维特比(viterbi)研究了无噪声锁相环路的非线性理论问题， 发表了相干通信原理的论文。最初的锁相环都是利用分立元件搭建的，由于技术和成本方面的原因，所以当时只是用于航天、航空等军事和精密测量等领域。集成电路技术出现后，直到1965年左右，随着半导体技术的发展，第一块锁相环芯片出现之后[3]，锁相环才作为一个低成本的多功能组件开始大量应用各种领域。最初的锁相环是纯模拟的(apll)，所有的模块都由模拟电路组成，它大多由四象限模拟乘法器来构建环路中的鉴相器，环路滤波器为低通滤波器(由电阻r电容c组成)，压控振荡器的结构多种多样。由于apll在稳定工作时，各模块都可以认为是线性工作的，所以也称为线性锁相环lpll(linear phase．hckedbop)。apll对正弦特性信号的相位跟踪非常好，它的环路特性主要由鉴相器的特性决定。其主要用于对信号的调制。

七十年代，林特赛(undsy)和查理斯(chanes)在做了大量实验的基础上进行了有噪声的一阶、二阶及高阶pll的非线性理论分析。随着人们对锁相技术的理论和应用进行的深入广泛的研究，伴随着数字电路的发展，鉴相器部分开始由数字电路代替，其它部分仍为模拟电路，这种锁相环就是最初的数字锁相环(dpll)，准确的名称为数模混合锁相环(mixed-single pll)。随着数模混合锁相环技术和理的不断发展和完善，其成为了锁相环的主流。国外自第一个锁相环集成产品问世以来，几十年问发展极为迅速，产品种类繁多，工艺日新月异。目前，除某些特殊用途的锁相环路外，几乎全部集成了，已生产出数百个品种。现在，锁相技术己经成为一门系统的理论科学，它在通信、雷达、航天、精密测量、计算机、红外、激光、原子能、立体声、马达控制以及图像等技术部门获得了广泛的应用。

3. 研究的基本内容与计划

1、2.22--2.27 完成开题报告的PPT；2、2.28--3.15 学习并深入了解基于cd4046的调频和鉴频电路的工作原理3、3.16--3.31 根据任务书进行总体方案的设计，画出硬件电路原理图；

4、4.1--4.15 编写程序，进行软件仿真调试，找出错误并修改；5、4.16--4.30 进行硬件电路的搭建工作，并运行调试，找出错误；6、5.1--5.7 整理、编写论文，准备答辩。

4. 研究创新点

1　采用高稳定性振荡器整个调制电路对调频波的基本要求是中心频率应足够稳定,频偏要足够宽.其中的振荡器就相当于某种信号源,若振荡频率不稳,将会引起设备与系统性能恶化.采用了锁相技术,使整个电路频率的输出达到极高的稳定性和较宽的频偏.