阅读说明：本技术 具有快速锁定频率功能的锁相环电路 (Phase-locked loop circuit with function of quickly locking frequency ) 是由 王远 杨腾腾 张财元 武泽东 于 2020-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种具有快速锁定频率功能的锁相环电路,包括控制电路单元和锁相环电路单元,控制单元由STM32F106RCT6单片机组成,还包括由R1、C3、SW1组成的复位电路接单片机端口7、由电容C1、C2和晶振Y2组成时钟电路接单片机端口5、端口6,锁相环电路单元由PLL芯片组成的外围电路、环路滤波器(LPF)及压控振荡器(VCO)组成,PLL芯片选用LMX2571,单片机对LMX2571的寄存器进行写操作配置,会使LMX2571的9引脚CPoutExt端口输出一个电压信号,此信号经过LPF进入VCO电路,产生频率F,频率F与LMX2571参考频率分频后得到的频率F<Sub>1</Sub>相除,得数据N,将此数据以及对LMX2571配置的数据通过单片机写进LMX2571的寄存器中,实现对频率的控制。具有快速锁定频率功能,并且精度高,稳定性强,相位噪声低。(The invention relates to a phase-locked loop circuit with a function of quickly locking frequency, which comprises a control circuit unit and a phase-locked loop circuit unit, wherein the control unit consists of an STM32F106RCT6 singlechip, the phase-locked loop circuit unit also comprises a reset circuit consisting of R1, C3 and SW1 connected with a singlechip port 7, a clock circuit consisting of capacitors C1, C2 and a crystal oscillator Y2 connected with a singlechip port 5 and a port 6, the phase-locked loop circuit unit consists of a peripheral circuit consisting of a PLL chip, a loop filter (LPF) and a voltage-controlled oscillator (VCO), the PLL chip selects LMX2571, the singlechip carries out write operation configuration on a register of the LMX2571, the voltage signal is output by a 9 pin CPoutExt port of the LMX2571, the signal enters the VCO circuit through the LPF to generate a frequency F, and the frequency F obtained by frequency division of the frequency F and a reference frequency of the LMX 1 And dividing the data to obtain data N, and writing the data and the data configured to the LMX2571 into a register of the LMX2571 through a single chip microcomputer to realize the control of the frequency. The frequency locking device has the function of quickly locking the frequency, and has high precision, strong stability and low phase noise.)

具有快速锁定频率功能的锁相环电路

技术领域

本发明涉及一种无线通信电路的反馈控制电路，特别涉及一种具有快速锁定频率功能的锁相环电路。

背景技术

锁相环(Phase Locked Loop，简称PLL)作为一种典型的反馈控制电路，利用外部输入信号控制环路内部信号的频率和相位，产生高频本振信号，实现收发机信号的发射、调频信号解调等方面，是无线通信射频收发系统的关键部件之一，锁相环的优良性能是保证高质量通信的前提。锁相环技术虽已有多年，采用过整数分频技术和小数分频技术，但存在锁定时间慢，精度低的问题，本专利采用一种小数分频技术，提供一种快速锁定频率的技术，可以快速锁定频率，并且精度高，稳定性强，相位噪声低。

发明内容

鉴于实际生产需要,本发明提出了一种具有快速锁定频率功能的锁相环电路，具有快速锁定频率功能，并且精度高，稳定性强，具体技术方案是，一种具有快速锁定频率功能的锁相环电路，包括控制电路单元和锁相环电路单元，其特征在于:控制单元由STM32F106RCT6单片机组成, 还包括由R1,C3,SW1组成的复位电路接STM32F106RCT6单片机端口7、由电容C1、C2和晶振Y2组成时钟电路接STM32F106RCT6单片机端口5、端口6，锁相环电路单元由PLL芯片组成的***电路、环路滤波器LPF以及压控振荡器VCO组成，PLL芯片选用LMX2571，环路滤波器LPF由电阻R4和R5，电容C4、C5、C6组成，电阻R5一端接PLL芯片端口9，另一端连接电阻R4，电阻R4另一端连接压控振荡器VCO一端，VCO另一端串接电容C7、电阻R3后接地，电容 C4、C5、C6一端接地，另一端分别并联在电阻R4、R5两端，开关采用TS5A21366并接在PLL芯片的端口7、端口8，开关的一端串接电阻R2接PLL芯片端口9，另一端接地；控制电路单元和锁相环电路单元连接为，单片机的15引脚、16引脚、17引脚作为SPI总线的接口，分别与LMX2571芯片的4引脚、3引脚、2引脚相连接，单片机的51引脚与LMX2571的5引脚相连接，单片机的52引脚与LMX2571的6引脚相连接，有源晶振采用DSA321SDA连接在LMX2571的1脚上。

功能实现方法为单片机STM32F106RCT6通过SPI总线对PLL芯片的寄存器进行写操作控制，PLL芯片同时通过环路滤波器LPF及VCO电路可以实现对频率的控制，通过调节PLL芯片的1引脚所连接晶振的***电路，使其输入稳定的参考频率，然后通过LMX2571内部的R分频器得到频率F₁；PLL芯片LMX2571的5引脚CE端口为使能端，高电平正常工作，单片机通过PLL芯片LMX2571的5引脚实现对LMX2571的使能控制；LMX2571的6引脚TrCtl端口为频率选择端，单片机的高低电平通过PLL芯片LMX2571的6引脚端口实现对LMX2571的寄存器F1、F2切换的控制，并利用开关TS5A21366进行快速切换锁定需要的频率，单片机对LMX2571的寄存器进行写操作配置，使LMX2571的9引脚CPoutExt端口输出一个电压信号，此信号经过环路滤波器LPF进入压控振荡器VCO，通过外加电压控制振荡频率，即通过CPoutExt端口输出的电压信号控制VCO产生频率F，此频率F通过C7、C8进入LMX2571的10引脚Fin端口，对此频率F与参考频率分频后得到的频率F₁进行相除，得到数据N，进一步得出数据N的整数部分和小数部分，将此整数部分和小数部分的数据以及对LMX2571配置的数据通过单片机利用SPI总线写进LMX2571的寄存器中，就可以实现对频率的控制。

本发明的技术效果是，具有快速锁定频率功能，并且精度高，稳定性强，相位噪声低提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的总体框图；

图2是本发明的控制单元电路原理图；

图3是本发明的锁相环电路原理图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，具有快速锁定频率功能的锁相环电路，包括控制电路单元和锁相环电路单元,控制单元由STM32F106RCT6单片机组成, 还包括由R1、C3、SW1组成的复位电路接STM32F106RCT6单片机端口7、由电容C1、C2和晶振Y2组成时钟电路接STM32F106RCT6单片机端口5、端口6，锁相环电路单元由PLL芯片组成的***电路、环路滤波器LPF以及压控振荡器VCO组成，PLL芯片选用LMX2571，环路滤波器LPF由电阻R4和R5，电容C4、C5、C6组成，电阻R5一端接PLL芯片端口9，另一端连接电阻R4，电阻R4另一端连接压控振荡器VCO一端，VCO另一端串接电容C7、电阻R3后接地，电容 C4、C5、C6一端接地，另一端分别并联在电阻R4、R5两端，开关采用TS5A21366并接在PLL芯片的端口7、端口8，开关的一端串接电阻R2接PLL芯片端口9，另一端接地；控制电路单元和锁相环电路单元连接为单片机的15引脚、16引脚、17引脚作为SPI总线的接口，分别与LMX2571芯片的4引脚、3引脚、2引脚相连接，对LMX2571的寄存器进行写操作配置，STM32F106RCT6单片机的51引脚与LMX2571的5引脚相连接，实现对LMX2571的使能控制，单片机的52引脚与LMX2571的6引脚相连接，实现对LMX2571的寄存器切换的控制，有源晶振采用DSA321SDA连接在LMX2571的1脚上，通过调节有源晶振的***电路，使其输入稳定的参考频率，然后通过LMX2571内部的R分频器得到频率F₁；LMX2571的5引脚CE端口为使能端，高电平正常工作；LMX2571的6引脚TrCtl端口为频率选择端，通过端口的高低电平可以控制切换选择寄存器F1和寄存器F2，并利用开关TS5A21366进行快速切换锁定需要的频率。环路滤波器LPF由电阻R4和R5，电容C4、C5、C6组成，R4一端接端口输出，并连接VCO，另一端连接R5，R5另一端连接LMX2571的9引脚，C4、C5、C6一端接地，另一端分别并联在R4和R5两端；单片机对LMX2571的寄存器进行写操作配置，会使LMX2571的9引脚CPoutExt端口输出一个电压信号，此信号经过环路滤波器LPF进入VCO电路，VCO电路为压控振荡器，通过外加电压控制振荡频率，即通过CPoutExt端口输出的电压信号控制VCO产生的频率F，此频率F通过C7、C8进入LMX2571的10引脚Fin端口，对此频率F与参考频率分频后得到的频率F₁进行相除，得到数据N，进一步得出数据N的整数部分和小数部分，将此整数部分和小数部分的数据以及对LMX2571配置的数据通过单片机利用SPI总线写进LMX2571的寄存器中，就可以实现对频率的控制。