廣播發(fā)射機(jī)MC145151P在激勵(lì)器鎖相電路中的應(yīng)用

文丨姜云翠

（遼寧省丹東廣播電視三三三臺(tái)，遼寧丹東 118300）

目前，丹東廣播電視臺(tái)三三三臺(tái)使用的是DAM數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)，單機(jī)工作頻率輸出穩(wěn)定可靠，能較好地與鄰臺(tái)頻率維持同步，這些都?xì)w功于發(fā)射機(jī)的本機(jī)振蕩器中的鎖相電路，它采用的是MC145151P大規(guī)模集成的CMOS器件。下面就介紹一下MC145151P的各項(xiàng)功能及在DAM發(fā)射機(jī)中波激勵(lì)器鎖相電路中的應(yīng)用，供同行們參考。

1 MC 145151 P的功能

MC145151P是一種大規(guī)模集成的CMOS器件，它主要應(yīng)用于電視系統(tǒng)、電路調(diào)諧、發(fā)射機(jī)等系統(tǒng)中的頻率合成。

MC145151P的片腳分布見下圖：

它的輸出與下列因素有關(guān)：1）14腳并列輸入線的輸入狀態(tài)；2）12位R計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)，而本因素又直接與RA0～RA2的編碼方式及0SCin的輸入有關(guān)。當(dāng)編碼方式一定后，R計(jì)數(shù)器按固定比例轉(zhuǎn)換0SCin的外接輸入頻率；3）fin與14位N計(jì)數(shù)器的比例關(guān)系；4）當(dāng)?v、?r和fv懸空時(shí)，僅鑒相器A工作，它的輸出端只有LDout和 PDout。

2 管腳說明

Fin（第1腳）——N計(jì)數(shù)器的輸入端之一；Vss（第2腳）——線路地；Vdd（第3腳）——電源電壓；PDout（第4腳）——鑒相器A的三態(tài)輸出端，用以輸出環(huán)路誤差信號(hào)；當(dāng)鑒相器B以雙路輸出時(shí)，也用于同樣的目的。

fn為R計(jì)數(shù)器的輸出頻率；fn’為N計(jì)數(shù)器的輸出頻率。當(dāng)fn’>fn或fn’相位超前時(shí)，PDout輸出負(fù)脈沖；當(dāng)fn’

RA0-RA2（第5、6、7腳）——此三腳的不同組合，可以決定分頻器在8種組合中究竟取哪一種分頻值；?r、?v（第8、9腳）——鑒相器B的輸出端，在片外連接可取得單端誤差信號(hào)；fv（第10腳）——N計(jì)數(shù)器的輸出端，片內(nèi)與鑒相器輸入端相連，有此輸出端N計(jì)數(shù)器可單獨(dú)使用；N輸入端（第11～20、22～25腳）——N0～N13輸入可組成16383種不同的頻率；T/R（第21腳）——此腳“0”電平時(shí)，加法器給N端的輸入數(shù)據(jù)偏移固定值856，此腳處于電平時(shí)不加偏移；0SCin、0SCout（第26、27腳）——與片外晶體并聯(lián)可形成一個(gè)基準(zhǔn)振蕩器。0SCin（27腳）還可單獨(dú)作為外來基準(zhǔn)振蕩頻率的輸入端；LDout（第28腳）——鎖相狀況檢波輸出。當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，呈高電平；失鎖時(shí)呈低電平。

3 MC 145151 P在中波激勵(lì)器中的應(yīng)用

激勵(lì)器作為發(fā)射機(jī)的心臟，能在功率不等、頻率不等的AM中波調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)上換用。鎖相環(huán)路是激勵(lì)器的核心電路之一，它的任務(wù)是在盡可能短的時(shí)間里，使激勵(lì)的工作頻率（f。）準(zhǔn)確、穩(wěn)定地工作在發(fā)射機(jī)的預(yù)定載頻上。鎖相電路有多種實(shí)現(xiàn)方法。但其電路不外乎是參考振蕩器、分頻器、載波采樣和分頻器、壓控振蕩器、鑒相器、包括諧波濾波器在內(nèi)的f。校頻電路以及鎖定情況的監(jiān)控和執(zhí)行電路等等。

筆者介紹的是一個(gè)以大規(guī)模數(shù)字集成電路MC145151P為核心器件，與5部分主要外圍電路所共同組成的較為先進(jìn)的鎖相電路。它的主要特點(diǎn)是：捕捉鎖定時(shí)間短（2 s左右）、工作穩(wěn)定可靠、故障率低、功耗小、更換載頻極為方便、傳遞函數(shù)線性程度高。下面簡(jiǎn)述MC145151P及其外圍電路在中波激勵(lì)器中的應(yīng)用。

3.1 參考頻率與最小頻率間隔

參考頻率9216KHZ的方框表示一個(gè)獨(dú)立的高穩(wěn)定度的晶體振蕩器。它向MC145151P提供9216KHZ的參考頻率f1，經(jīng)由27腳輸入MC145151P。

片內(nèi)RA0接+5V，而RA1、RA2接地，三者的地址碼為“001”，由下表可知分頻值為128。即片外參考頻率f1經(jīng)片內(nèi)參考頻率分頻器按128分頻比處理后，得到fn。

基準(zhǔn)分頻器分頻值編碼表

即，本電路所規(guī)定的最小頻率間隔為72KHZ，經(jīng)過8分頻后，得到頻率間隔為9KHZ的載波頻率。

3.2 頻率預(yù)置開關(guān)

頻率預(yù)置開關(guān)是8位二進(jìn)制數(shù)輸入開關(guān)，構(gòu)成8位二進(jìn)制數(shù)，可組合出256種狀態(tài)。我們稱每種組合的取值為N。頻率預(yù)置開關(guān)的作用在于，發(fā)射機(jī)工作之前，人為地事先規(guī)定發(fā)射機(jī)的工作頻率f0值。我們知道，中波波段的頻率范圍為531KHZ～1602KHZ，乘以8后為4248KHZ～12816KHZ。若以72KHZ為最小間隔，則整個(gè)波段最多可容120個(gè)工作頻率。

中波段左邊界為531KHZ，它對(duì)應(yīng)著Nmin=531×8÷72=59

中波段右邊界為1602KHZ，它對(duì)應(yīng)著Nmax=1602×8÷72=178

其間剛好為120個(gè)頻率點(diǎn)。

由上計(jì)算可以看出，僅當(dāng)N在531×8=4248——1602×8=12816區(qū)間時(shí)，預(yù)置開關(guān)的狀態(tài)組合對(duì)于中波廣播來說才是合理有效的。

對(duì)于中波段任何合理的f0，其預(yù)置開關(guān)的狀態(tài)位置可由下式算出：

設(shè)f0=1035KHZ，以我臺(tái)中央一套1035KHZ發(fā)射機(jī)為例：

由N=8×f 0÷72 K H Z可知，N=8×1035÷72=115。

將115轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)得“1110011”，不足8位用0補(bǔ)位得“01110011”，即N7-N0對(duì)應(yīng)為“01110011”。

“0”表示接地，“1”表示懸空。

由上述可知，當(dāng)我們對(duì)發(fā)射機(jī)的工作頻率f0的要求一定時(shí)，預(yù)置開關(guān)的位置也就一定了。

3.3 壓控振蕩器（VCO）

壓控振蕩器既是鎖相環(huán)的信號(hào)源，又是最終的受控對(duì)象。它向鎖相環(huán)提供f0’的采樣信號(hào)，為的是證實(shí)f0’是否需要校正。若振蕩信號(hào)的頻率相位正是我們所需要的，即電路處于鎖定狀態(tài)。

若f0’與預(yù)置開關(guān)的要求不一致，則環(huán)路失鎖。此時(shí)，4腳提供正偏或負(fù)偏置脈沖，經(jīng)檢波器成為直流電壓，加到變?nèi)荻O管上來校正振蕩頻率。

3.4 鎖相狀態(tài)的監(jiān)視與執(zhí)行電路

鎖相狀態(tài)由28腳LDout提供。環(huán)路失鎖時(shí)，28腳輸出低電平。若環(huán)路處于鎖定狀態(tài)，則28腳提供高電平，由它來控制電路的鎖定指示電路（燈光指示或聲音指示）。

通過上述各部分外圍的敘述，我們已對(duì)MC145151P在鎖相電路中的作用有了一個(gè)比較全面的了解，得出以下結(jié)論：在電路中參考頻率為9216KHZ，片內(nèi)分頻比為128時(shí)，到振蕩頻率的有效間隔恒定為72KHZ。經(jīng)過8次分頻后得到我們所需要的中波載頻信號(hào)。（圖中的2f0為脈寬調(diào)制信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)）。

遼寧一套為例，在603×8=4324KHZ的基礎(chǔ)上，加上72KHZ的整倍數(shù)所得到的數(shù)（單位：KHZ），除以8后就是中波廣播頻點(diǎn)（即：遼寧一套的頻點(diǎn)612KHZ）。

[1]哈爾濱廣播器材公司發(fā)射機(jī)產(chǎn)品說明書.