这个是一个基于CD4046锁相环的频率合成器实验，其中重点描写了调试过程，计分模块调试和联合调试及调试过程中遇到的问题及解决方法。
课程设计报告
题 目： 频率合成器
课程名称： 大规模IC应用技术
学 院： 工学院
设计题目
基于cd4046锁相环的频率合成器
学生姓名
所在学院
专业、年级、班
设计要求：
（1）设计制作一个频率步进100hz的频率合成器；
（2）频率抖动不超过100hz；
（3）频率范围在300-400k。
学生应完成的任务：
（1）理解频率合成器设计任务，并查阅相关文献资料；
（2）确定任务设计方案，进行方案论证、比较，确定总体设计方案；
（3）开始设计模块电路，并计算参数，以及选择适当的元器件；
（4）根据确定的方案进行PCB制板、安装、焊接、调试，验证各项技术指标；
（5）按课程设计指导书的要求，编写课程设计报告书。
参考文献：
1．《模拟电子技术基础》,童诗白,高等教育出版社.
2．《电子线路设计与应用》,臧春华,高等教育出版社.
3．《电子线路》（第四版）,谢嘉奎,高等教育出版社.
4．《CMOS集成电路应用设计》,罗国新,福建科技出版社.
工作计划：
收集文献资料 理解设计任务，查阅相关文献 一天
确定设计方案 方案论证、比较，确定总体设计方案 二天
单元电路设计 设计模块电路，计算参数，器件选择 三天
组装调试 根据确定的方案安装调试，验证各项技术指标 二天
课程设计说明书 按课程设计指导书的要求，编写设计报告书 二天
基于cd4046锁相环的频率合成器设计
摘 要：CD406锁相环频率合成器以CD4046芯片为核心，加以外围电路搭建而成的一个以一个频率为标准，可以输出多个频率，并且十分的准确稳定，适用于很多领域。
本次实验的频率合成器是最基础的应用，没有非常好的性能，只是一个刚入门的新手的试验电路，并不能运用于日常生活。同时准确度与稳定性也相对较低。
目 录
1. 设计背景
1.1设计的目的
1.2设计的要求
2. 设计方案
2.1设计原理图
2.2设计PCB
3. 方案实施
3.1 PCB的制作
3.3元器件焊接
3.3 电路板调试
4. 结果与结论
4.1 实验结果
4.2 实验结论
5. 收获与致谢
6. 参考文献
1. 设计背景1.1设计的目的- 可以熟练运用锁相环模块
- 理解锁相环各个参数的作用
- 学会根据不同的情况去调整锁相环不同的参数
1.2设计的要求1、设计制作一个频率步进100hz的频率合成器； 2、频率抖动不超过100hz； 3、频率范围在300-400k。 2. 设计方案
2.1设计原理图
先由晶振产生一个8MHz的信号，经过80000分频变为100Hz的信号；然后输入CD4046的14脚（相位比较器2），VCO的输出信号经过N分频后变为需要得到的信号频率再输入到4046的3脚与100Hz的信号进行对比，最后两个信号频差位0时即可得到我们需要的信号。 2.1.1晶振原理图
以8M晶振为核心搭建的一个能输出8MHz信号的模块。 2.1.2 M分频
M分频模块是以5个4522芯片为核心，辅以74ls08和74ls04搭建的一个80000分频模块。对晶振的8MHz信号进行分频变为100Hz信号。 2.1.3锁相环
该模块是在上一个实验的基础上加以更改后得到的。因为实验要求是300k~400k的带宽，电压为10V，但我们做出来的电路板必然会存在误差，所以吸收以前的教训，我们将带宽变宽，变为200k~500k，这样上下都有100k的误差范围就可以在一定范围内抵消读数、焊接、制板和环境带来的误差，从而更好的达到实验要求。 
图一 
图二 我们已知R2=10k，fmin=200k，fmax=500k，Vcc=10V,由图一可知，C1大约在15pF左右。fmax/fmin=2.5，所以R2/R1=2，所以R1=5K。R3与C2的值可以通过公式计算得出，2fc=2fl=300k，所以τ=1/300000π=0.00000106。此时取 R3=1k，C2可以用1nF。为了以防万一我在R1和R3后面又接了滑阻，方便更改。 2.1.4N 分频
在4522的基础上加上拨码开关，通过拨码开关控制分频大小。 2.2设计PCB晶振及M分频PCB图
锁相环及N分频PCB图 
其中红线部分为顶层线路，蓝色部分为底层线路，又因为是单层板，所以红线部分预留出排针焊盘然后通过飞线连接。 3. 方案实施3.1 PCB的制作- 将图打印到油印纸上
- 将图裁下来与板贴在一起放进热转印仪上，来回4-5遍
- 将油印纸撕下，看线路是否完整，将板放入腐蚀液中腐蚀
- 腐蚀完将碳磨掉，将板清洗干净
- 对应焊盘打孔
3.3元器件焊接对应原理图与PCB图，将原件一个个焊接上，最好是按顺序焊接，这样可以检查一遍电路；也可以按原件的大小焊接，先焊接小原件，最后焊接大原件，这样会方便很多。 
3.3 电路板调试3.3.1分模块调试1、晶振调试 接入5V电源，接地，输出接示波器，观察到8MHz的波形，该模块度欧式确定的，只要不是焊接出错，一般都不会出问题 接入5V电源，从函发上接入8MHz，Vpp=10V的信号，输出接示波器，观察到100.2Hz的信号。这里会有一点误差，但想不出办法消除，因为0.2Hz的误差有很大可能是焊接及环境影响等不可调因素影响的，很难改变。 接入10V电源，将3,4脚接一起，函发接输入，输出接示波器，先将函发设置为1kHz，Vpp=10V，示波器显示为221.2kHz，将函发的频率以5k的频率步进，测试一下锁相环的锁定范围是否能达到400kHz，最后锁相环失锁在485.3kHz，锁相环锁定范围在221.2kHz~485.3kHz，包括了300k~400kHz，所以达成目标。 将频率分别调为301.3kHz，349.8kHz，399.5kHz，锁相环都可以锁住。 接入5V电源，函发接输入端，输出端接示波器。，函发设置为100kHz，拨动拨码开关，将个十百千位都拨几遍，观察到分频出正确的频率。 3.3.2合成调试现将晶振模块接电源，输出接示波器，观察到8MHz的波形；将晶振输出接入M分频，M分频接入5V电源，输出接示波器，观察到100.3Hz的频率，有0.3Hz的误差存在。到这里可以确定晶振加M分频基本没问题，接下来测锁相环加N分频模块。先单侧锁相环模块，再次确定锁相环模块是没问题的，将锁相环模块与N分频模块接在一起，接上电源，给锁相环供电10V，N分频供电5V，锁相环输入接函发，N分频输出接示波器，函发设置为100Hz，Vpp=10V，调整拨码开关，将千位拨为1100即3000分频。示波器显示也为300.01k，在将百位拨为1010即500分频，加上前面的3000分频，即3500分频，示波器显示为350.03k，存在0.03k的误差，在允许范围内。最后将M分频的输出接锁相环的输入，开始总的测试。现将拨码开关千位拨为1100，十位拨为1000，个位拨为1100，即301.3k，但示波器显示为混乱的波形，这有可能是M分频与锁相环直接的问题，那么最大的可能就是锁相环读取不到信号，因为，只要能读取到信号，那么示波器最起码有一个稳定的波形，而不是混乱的波形，那么就需要给M分频的输出抬高电压，这在做抬压电路的话太麻烦，所以最直接的办法就是给M分频供电提高，这会有将芯片烧坏的风险，但芯片还有剩余，可以试试，然后我就供电提高到6V，还是不行，再提高到7V，这时示波器出现了波形，但频率差了1K多，超出了误差范围。不行，但我觉得这是之前M分频中那多余的0.3Hz造成的，要去除很难。后来想了一个取巧的办法，就是在拨码开关上下降1k的频率来拉低最后的输出，结果是可以的。 4. 结果与结论4.1 实验结果
4.2 实验结论实验要求捕获到301.4kHz，351.9kHz，399.8kHz，实测得到301.4kHz，352.0kHz，399.9kHz，虽然有一点误差，但在允许的范围内。 误差分析： - 焊接工艺太差
- 飞线自身的电阻印象
- 电源不稳定，一直跳动
- 环境温度影响
5. 收获与致谢通过这次实验，学会了多种模块合并电路的调试过程及对不同错误的应对方法，也更加深入的了解了锁相环的引用，以及在设计电路方面的小技巧。很庆幸可以有这样的一次期末考试，和这么困难的一次实验挑战。谢谢老师给予的这次机会。
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