CD4046锁相环集成电路详解及应用

"CD4046是一款多功能的CMOS锁相环集成电路，适用于广泛的电子应用，如广播通信、频率合成、自动控制和时钟同步。它具有宽电源电压范围（3V-18V），高输入阻抗（约100MΩ）以及低动态功耗，特别适合微功耗设计。CD4046的核心是锁相环（PLL）结构，包括相位比较器、压控振荡器和低通滤波器，这些组件共同作用于实现两个电信号的相位同步。 锁相环的工作原理是通过比较输入信号（Ui）与压控振荡器（VCO）输出的信号（f2）的相位差。相位比较器（PC）比较两个信号并输出误差电压（UΨ），此误差电压经过滤波器转化为控制电压（Ud），然后调整VCO的振荡频率，使其逐渐接近输入信号频率（f1）。最终，当f2等于f1且相位差保持恒定时，达到相位锁定状态。CD4046包含两个相位比较器，可以通过开关K选择工作模式。 CD4046的16个引脚分别承担不同的功能，例如1脚是相位输出端，提供环路锁定状态的指示；2脚和13脚分别是相位比较器I和II的输出；3脚接收比较信号；4脚输出压控振荡器的信号；5脚是禁止端，高电平时禁用VCO；6、7和11、12脚用于外接振荡电路的电容和电阻；9脚是VCO的控制端；14脚是信号输入端等。此外，该芯片还内置一个独立的齐纳稳压管。 CD4046的一个典型应用是作为方波发生器，如图6所示。通过调节外接电阻R1，可以改变振荡频率，频率范围在20Hz到2kHz之间。另外，它还可以用于调频信号的解调，如图7所示，展示了CD4046在锁相环解调中的作用。 CD4046是一款非常实用的集成电路，其灵活的配置和多功能性使其成为电子设计中的重要元件，尤其在频率处理和相位控制方面有着广泛的应用。"