專利名稱：數(shù)字頻率合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子設(shè)備的頻率合成技術(shù)，特別涉及一種能產(chǎn)生精確頻率的數(shù)字頻率合成器。
背景技術(shù)：
頻率合成技術(shù)，主要應(yīng)用于各種需要精確頻率及頻率調(diào)制的電子設(shè)備中如收音機(jī)、無(wú)線發(fā)射機(jī)等，其功能是精確地產(chǎn)生特定頻率的振蕩信號(hào)，頻率可在一定范圍內(nèi)受控調(diào)整；以往電子設(shè)備的頻率合成都是用通用或?qū)Ｓ脭?shù)字鎖相環(huán)集成電路(PLL)來精確地產(chǎn)生特定頻率的振蕩信號(hào)，但其造價(jià)高，控制使用不靈活，制約了電子設(shè)備成本的降低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種采用單片機(jī)并通過軟件控制產(chǎn)生精確頻率的、具有新型電路結(jié)構(gòu)的數(shù)字頻率合成器。
本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是數(shù)字頻率合成器包括單片機(jī)及控制軟件、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路，其特征是，單片機(jī)外圍電路還包括壓控振蕩器(VCO)、低通濾波器(LPF)；其中，壓控振蕩器(VCO)的振蕩信號(hào)耦合到單片機(jī)的計(jì)數(shù)器或分頻器輸入端；單片機(jī)通過軟件控制其內(nèi)置的分頻器及計(jì)數(shù)器對(duì)壓控振蕩器(VCO)的振蕩信號(hào)進(jìn)行分頻計(jì)數(shù)，以一定的時(shí)間間隔反復(fù)讀取計(jì)數(shù)值，并與預(yù)定值進(jìn)行相減得到差值A(chǔ)；將差值A(chǔ)以不同脈沖的寬度及極性代表從單片機(jī)的通用輸出(入)端口(代號(hào)IO1)處輸出，其規(guī)則是差值A(chǔ)為正數(shù)時(shí)輸出低電平脈沖，反之輸出高電平脈沖，差值A(chǔ)等于0時(shí)通過軟件將IO1設(shè)為高阻抗(或輸入)狀態(tài)，脈沖的寬度與差值A(chǔ)的絕對(duì)值成正比。
采用上述通過軟件控制其內(nèi)置的分頻器及計(jì)數(shù)器、IO端口，配合外圍低通濾波器(LPF)及壓控振蕩器(VCO)的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)輸出的脈沖信號(hào)通過低通濾波器濾波后得到控制電壓，控制壓控振蕩器(VCO)的振蕩信號(hào)頻率，可通過軟件改變計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻比及起始計(jì)數(shù)值、預(yù)定值即可改變壓控振蕩器的振蕩頻率，該技術(shù)所構(gòu)成的數(shù)字頻率合成器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率精確、造價(jià)低、容易控制和使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，可替代目前的通用或?qū)Ｓ脭?shù)字鎖相環(huán)集成電路(PLL)應(yīng)用于各種需要精確頻率的電子設(shè)備中。


圖1本實(shí)用新型電路圖，并作為說明書摘要附圖；圖2單片機(jī)軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，CPU為AT89c51單片機(jī)，C1、R1為單片機(jī)復(fù)位電路，C2、C3、Y1為單片機(jī)時(shí)鐘電路，R2、R3、C4、C5組成了低通濾波器，Q1、C6～C11、R4～R7組成了壓控振蕩器，其工作原理是這樣的壓控振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)從Q1的基極處耦合到單片機(jī)的計(jì)數(shù)器輸入端COUNTER，單片機(jī)在軟件的控制下利用計(jì)數(shù)器對(duì)來自壓控振蕩器的振蕩信號(hào)進(jìn)行可編程分頻及計(jì)數(shù)處理，以確定的時(shí)間間隔反復(fù)讀取計(jì)數(shù)值，并與預(yù)定值(預(yù)定值＝10毫秒×預(yù)分頻數(shù)÷壓控振蕩器的振蕩頻率)進(jìn)行相減得到差值A(chǔ)，將差值A(chǔ)以不同脈沖的寬度及極性代表從單片機(jī)的輸出端IO1處輸出，其具體規(guī)則是差值A(chǔ)為正數(shù)時(shí)輸出低電平脈沖，反之輸出高電平脈沖，差值A(chǔ)等于0時(shí)通過軟件將IO1設(shè)為高阻抗(或輸入)狀態(tài)，脈沖的寬度與差值A(chǔ)的絕對(duì)值成正比。輸出的脈沖經(jīng)過低通濾波器濾波后得到控制電壓經(jīng)過R7控制壓控振蕩器的頻率實(shí)現(xiàn)頻率的自動(dòng)鎖定，改變計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻比及起始計(jì)數(shù)值、預(yù)定值即可改變壓控振蕩器的振蕩頻率，即頻率合成。
Y1為24.576M石英晶體，C1、C4為22uF，C2、C3為22pF，C11、C5、C6、C8為0.01uF，C7為51pF，C9、C10為200pF，R1、R6為1K歐姆，R2為100K歐姆，R3為51歐姆，R4、R5、R7為10K歐姆，L為2.2uH可調(diào)電感，D為變?nèi)荻O管型號(hào)為KV1471，CPU為AT89C51，本電路壓控振蕩器的振蕩頻率可以鎖定在10Mhz。
如圖2所示的單片機(jī)軟件流程，對(duì)單片機(jī)軟件的控制過程描述如下1.開始單片機(jī)復(fù)位；2.初始化設(shè)置計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻數(shù)，初始計(jì)數(shù)值，IO1為輸入高阻狀態(tài)；3.延時(shí)程序1延時(shí)長(zhǎng)度10毫秒；4.讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值并與預(yù)定值相減得到差值A(chǔ)；預(yù)定值＝10毫秒*預(yù)分頻數(shù)/壓控振蕩器的振蕩頻率；5.IO1輸出低電平；6.IO1為輸入高阻狀態(tài)；7.IO1輸出低電平；8.延時(shí)程序2延時(shí)長(zhǎng)度＝A*32微秒。
通過以上流程對(duì)單片機(jī)及電路控制過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型所提出技術(shù)方案。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字頻率合成器，包括單片機(jī)及控制軟件、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路，其特征是還包括壓控振蕩器(VCO)；壓控振蕩器(VCO)包括晶體管Q1，Q1基極連接單片機(jī)的計(jì)數(shù)器輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子設(shè)備的頻率合成技術(shù)，特別涉及一種能產(chǎn)生精確頻率的數(shù)字頻率合成器。數(shù)字頻率合成器包括單片機(jī)及控制軟件、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路，其特征是還包括壓控振蕩器(VCO)；壓控振蕩器(VCO)包括晶體管Q1，Q1基極連接單片機(jī)的計(jì)數(shù)器輸入端，該技術(shù)所構(gòu)成的數(shù)字頻率合成器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率精確、造價(jià)低、容易控制和使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，可替代目前的通用或?qū)Ｓ脭?shù)字鎖相環(huán)集成電路(PLL)的數(shù)字頻率合成器，可應(yīng)用于各種需要精確頻率的電子設(shè)備中。
文檔編號(hào)H03B28/00GK2772126SQ20052002511
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者高宇海, 高宇峰, 潘大成 申請(qǐng)人:高宇海