广播发射机MC145151P在激励器锁相电路中的应用

摘　要：数字化发送设备在广播电视系统已经普及运用。它的性能稳定可靠，输出效率高，电声指标好，与邻边广播同步稳定。特别是运用了大规模的集成电路，故障率降低，功耗减小，整机效率大幅度提高。

关键词：发射机； 锁相电路； 特点应用

　　目前，丹东广播电视台三三三台使用的是DAM数字调幅发射机，单机工作频率输出稳定可靠，能较好地与邻台频率维持同步，这些都归功于发射机的本机振荡器中的锁相电路，它采用的是MC145151P大规模集成的CMOS器件。下面就介绍一下MC145151P的各项功能及在DAM发射机中波激励器锁相电路中的应用，供同行们参考。
1 MC145151P的功能
　  MC145151P是一种大规模集成的CMOS器件，它主要应用于电视系统、电路调谐、发射机等系统中的频率合成。
   MC145151P的片脚分布见下图：

它的输出与下列因素有关：1）14脚并列输入线的输入状态；2）12位R计数器的输出状态，而本因素又直接与RA0～RA2的编码方式及0SCin的输入有关。当编码方式一定后，R计数器按固定比例转换0SCin的外接输入频率；3）fin与14位N计数器的比例关系；
4）当?v、?r和fv悬空时，仅鉴相器A工作，它的输出端只有LDout和 PDout。
2 管脚说明
   Fin(第1脚)-----N计数器的输入端之一；Vss(第2脚)-----线路地；Vdd(第3脚)-----电源电压；PDout(第4脚)----鉴相器A的三态输出端，用以输出环路误差信号；当鉴相器B以双路输出时，也用于同样的目的。
   fn为R计数器的输出频率；fn’为N计数器的输出频率。当fn’>fn或fn’相位超前时，PDout输出负脉冲；当fn’<fn或fn’相位滞后时，PDout输出正脉冲；当fn’=fn且相位一致时，PDout输出至高阻态。
RA0-RA2(第5、6、7脚)---此三脚的不同组合，可以决定分频器
在8种组合中究竟取哪一种分频值；?r、?v（第8、9脚）-----鉴相器B的输出端，在片外连接可取得单端误差信号；fv（第10脚）-----N计数器的输出端，片内与鉴相器输入端相连，有此输出端N计数器可单独使用；N输入端（第11～20、22～25脚）-----N0～N13输入可组成16383种不同的频率；T/R（第21脚）------此脚“0”电平时，加法器给N端的输入数据偏移固定值856，此脚处于电平时不加偏移；
0SCin、0SCout(第26、27脚)-----与片外晶体并联可形成一个基准
振荡器。0SCin（27脚）还可单独作为外来基准振荡频率的输入端；
LDout(第28脚)-----锁相状况检波输出。当环路锁定时，呈高电
平；失锁时呈低电平。
3 MC145151P在中波激励器中的应用
　　激励器作为发射机的心脏，能在功率不等、频率不等的AM中波调幅广播发射机上换用。锁相环路是激励器的核心电路之一，它的任务是在尽可能短的时间里，使激励的工作频率（f。）准确、稳定地工作在发射机的预定载频上。锁相电路有多种实现方法。但其电路不外乎是参考振荡器、分频器、载波采样和分频器、压控振荡器、鉴相器、包括谐波滤波器在内的f。校频电路以及锁定情况的监控和执行电路等等。
　　笔者介绍的是一个以大规模数字集成电路MC145151P为核心器件，与5部分主要外围电路所共同组成的较为先进的锁相电路。它的主要特点是：捕捉锁定时间短（2 s左右）、工作稳定可靠、故障率低、功耗小、更换载频极为方便、传递函数线性程度高。下面简述MC145151P及其外围电路在中波激励器中的应用。
3.1 参考频率与最小频率间隔
　　参考频率9216KHZ的方框表示一个独立的高稳定度的晶体振荡器。它向MC145151P提供9216KHZ的参考频率f1，经由27脚输入MC145151P。
　　片内RA0接+5V，而RA1、RA2接地，三者的地址码为“001”，由下表可知分频值为128。即片外参考频率f1经片内参考频率分频器按128分频比处理后，得到fn。
　　　基准分频器分频值编码表

   fn=f1/128=72khz
   即，本电路所规定的最小频率间隔为72KHZ，经过8分频后，得到频率间隔为9KHZ的载波频率。
3.2 频率预置开关
　　频率预置开关是8位二进制数输入开关，构成8位二进制数，可组合出256种状态。我们称每种组合的取值为N。频率预置开关的作用在于，发射机工作之前，人为地事先规定发射机的工作频率f0值。我们知道，中波波段的频率范围为531KHZ～1602KHZ，乘以8后为4248KHZ～12816KHZ。若以72KHZ为最小间隔，则整个波段最多可容120个工作频率。
中波段左边界为531KHZ，它对应着Nmin=531×8÷72=59
   中波段右边界为1602KHZ，它对应着Nmax=1602×8÷72=178
其间刚好为120个频率点。
   由上计算可以看出，仅当N在531×8=4248 --- 1602×8=12816区间时，预置开关的状态组合对于中波广播来说才是合理有效的。
   对于中波段任何合理的f0，其预置开关的状态位置可由下式算出：
   设f0=1035KHZ，以我台中央一套1035KHZ发射机为例：
   由N=8×f0÷72KHZ可知，N=8×1035÷72=115。
   将115转换为二进制数得“1110011”，不足8位用0补位得“01110011”，即N7-N0对应为“01110011”。
   “0”表示接地，“1”表示悬空。
   由上述可知，当我们对发射机的工作频率f0的要求一定时，预置开关的位置也就一定了。
3.3 压控振荡器（VCO）
　　压控振荡器既是锁相环的信号源，又是最终的受控对象。它向锁相环提供f0’的采样信号，为的是证实f0’是否需要校正。若振荡信号的频率相位正是我们所需要的，即电路处于锁定状态。
　　若f0’与预置开关的要求不一致，则环路失锁。此时，4脚提供正偏或负偏置脉冲，经检波器成为直流电压，加到变容二极管上来校正振荡频率。
3.4 锁相状态的监视与执行电路
　　锁相状态由28脚LDout提供。环路失锁时，28脚输出低电平。若环路处于锁定状态，则28脚提供高电平，由它来控制电路的锁定指示电路（灯光指示或声音指示）。
　　通过上述各部分外围的叙述，我们已对MC145151P在锁相电路中的作用有了一个比较全面的了解，得出以下结论：在电路中参考频率为9216KHZ，片内分频比为128时，到振荡频率的有效间隔恒定为72KHZ。经过8次分频后得到我们所需要的中波载频信号。（图中的2f0为脉宽调制信号的基准信号）。
　　即，辽宁一套为例，在603×8=4324KHZ的基础上，加上72KHZ的整倍数所得到的数（单位：KHZ），除以8后就是中波广播频点（即：辽宁一套的频点612KHZ）。
 参考文献
[1] 哈尔滨广播器材公司发射机产品说明书.