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567 音调解码器内含锁相环，可以广泛用于BB 机、频率监视器等各种电路中。
音调解码器
本文讨论锁相环电路，介绍 NE567 单片音调解码器集成电路。此音调解码块包含一个稳定的锁相环
路和一个晶体管开关，当在此集成块的输入端加上所先定的音频时，即可产生一个接地方波。此音调解码
器可以解码各种频率的音调。例如检测电话的按键音等。
此音调解码器还可以用在BB 机、频率监视器和控制器、精密振荡器和遥测解码器中。
本文主要讨论Philip 的NE567 音调解码器/锁相环。此器件是8 脚DIP 封装的567 型廉价产品。图1
所示为这种封装引脚图。图 2 所示为此器件的内部框图，可以看出，NE567 的基本组成为锁相环、直角
相位检波器（正交鉴相器）、放大器和一个输出晶体管。锁相环内则包含一个电流控制振荡器（CC0）、 一
个鉴相器和一个反馈滤波器。
Philip 的NE567 有一定的温度工作范围，即0 至＋70℉。其电气特性与Philip 的SE567 大致相同，
只是SE567 的工作温度为－55 至125℉。但是，567 已定为工业标准音调解码器，有其它若干个多国半
导体集成电路制造厂同时生产此集成块。
例如，Anal·g Device 提供三种AD567，EXar 公司提供5 种XR567，而National Sevniconductor
提供 3 种 LM567。这类不同牌号的 567 器件均可在本文讨论的电路中正常工作。因此，本文以下将这类
器件通称为567 音调解码器。
567 基础
567 的基本工作状况有如一个低压电源开关， ，
。
通用的567 还可以用做可变波形发生器或通用锁相环电路。
。而且，输出
开关延迟可以通过选择外电阻和电容在一个宽时间范围内改变。
。因此，
567 锁相电路只能“锁定”在预置输入频率值的极窄频带内。567 的积分相位检波器比较输入信号和振荡
器输出的相对频率和相位。只有当这二个信号相同时（即锁相环锁定）才产生一个稳定的输出，567 音调
开关的中心频率等于其自由振荡频率，而其带宽等于锁相环的锁定范围。
图3 所示为567 用作音调开关时的基本接线图。输入音调信号通过电容器C4 交流耦合到引脚3，这
里的输入阻抗约为20KΩ。插接在电源正电源端和引脚8 之间的外接输出负载电阻RL 与电源电压有关，
电源电压的最大值为15V，引脚8 可以吸收达100mA 的负载电流。
引脚 7 通常接地，面引脚 4 接正电源，但其电压值需最小为 ，最大为 9V。如果注意节流，引
脚8 也可接到引脚4 的正电源上。
振荡器的中心频率（f0）也由下式确定：f0＝×（R1×C1） （1）
这里电阻的单位是KΩ，电容的单位是uF，f0 的单位为KHz。
将方程（1）进行相应移项，可得电容C1 之值：C1＝/（f0×R1） （2）
利用这二个公式，电容和电阻的值均可确定，电阻R1 之值应在2 至20KΩ的范围内。然后，再由（2）
式确定电容值。
此振荡器在引脚6 上产生一个指数型锯齿波，而在引脚5 上则产生一个方波。
。而此电路的输出开关延迟则由C3
及集成电路内的一个电阻共同确定。表1 列出了Philip 的NE567 的电气特性，所有其它厂家不同牌号的
567 芯片，其特性与表1 大致相同。
NE567
参 数 条 件 单 位
最 小 典 型 最 大
中
心
频
率
最高中心频率
中心频率稳定度
中心频率分布
中心频率随电源的漂移
-55 至+125℃
0 至+70℃
-10
500
35±140
35±60
0
+10
2
kHz
ppm/℃
ppm/℃
%
%V
最大检测频段 10 14 18 f0
检 3 6 f0
测 最大检测频带－随温度的变 ± %/℃
频 化
段
最大检测频带－随温度的变 ±2
Vi=300mVrms
化
%/℃
输 输入电阻 15 20 25 kΩ
最小可检测输入电压 IL=100mA 20 25 mVrms
最大无输出输入电压 IL=100mA 10 15 mVrms
入 最大同时的带外信号与带内 +6 dB
信号比
最小输入信号与宽带噪声比 Bn=140kHz -6 dB
最快开－关循环速率 f0/20
输 “1”输出漏电流 V8=15V 25 uA
“0”输出电压 IL=30mA V
IL=100mA V
出 输出下降时间 RL=50Ω 30 ns
输出上升时间 RL=50Ω 150 ns
一 工作电压范围 V
般 电源电流（静止） 7 10 mA
参 电源电流（工作） RL=20Ω 12 15 mA
数 静止功耗 35 mW
表 1
振荡器设计
图 4 和图 5 所示为如何使 567 产生精密的方波输出。从引脚 6 处可以获得非线性锯齿波，但其用途
有限，不过，在引脚5 上可获得性能极佳的方波。如图4 所示，其输出方波的上升时间和下降时间为20nS。
。这种方波发生器和负载特性极佳，任何大于1KΩ的电
阻性负载均不会影响电路的功能。另外，此方波发生器的输出也可以加至低阻抗负载，如图5 所示，引脚
8 输出端的峰值电流高达100mA，但波形略差。
利用前述的振荡频率和电容计算公式（1）和（2），即可确定这类振荡器的各种参数。同样的，R1 必
须限制在2 至20KΩ的范围内。为使计算简化，节约时间，决定振荡频率的元件数值也可以由图6 所示的
诺模图上直接读出。
例如，需要此567 振荡器工作在10KHz，C1 和R1 和2KΩ，
和20KΩ。
在567 的引脚2 上加一控制电压，即可使振荡器的工作频率在一个窄范围内微调百分之几。如果加上
控制电压，引脚2 应接去耦电容C2，其值应大致为C1 的2 倍。
图4 和图5 的电路可以用不同的方式修改，如图7 至图10 所示。在图7 中，占空比或传号/空号之比
对所产生的波形而言是完全可变的，借助微调电位器 R2，其变化范围为27∶1 至 1∶27。另外，在每个
工作周期内，C1 交替充放电，充电是经电阻R1、二极管D1 和R2 的左侧，而放电则通过电阻R1、二极
管D2 和R2 的右侧。只是随着传号/空号比率的改变，工作频率略有改变。
图8 所示的电路可以产生正交方波，此振荡器在引脚5 和8 上的二个方波输出有90°的相位差。在
此电路中，输入引脚3 通过接地。如果在引脚3 以上的偏置电压，则引脚8 上的方波有180°
相移。
图9 和图10 所示为定时电阻值最大可为500KΩ左右的振荡器的电路。这样，定时电容C1 之值即可
按比例减小。在这二个电路中，在567 的引脚6 和R1、C1 的节点间接有一个缓冲级。
在图9 中，这个缓冲级是一级晶体管射极跟随器。踞遗憾的是，这一级的引入使波形的对称性略差。
相对应的是，图10 所示电路以一级运算放大器跟随器作为缓冲级。这样就不影响波形的对称性。
567 的五个输出
，
。
引脚 2 与锁相环的相位检波器输出端相接，在内部被静态偏置到 。当 567 接收到带内输入信号
时，此偏置电压随之改变， 倍振荡器自由振荡频率范围内，偏置电压的变化与输
入信号频率呈线性关系。其斜率为每频偏百分之一有20mV（即20mV/ f0）。
。
。
带宽的确定
BW 的单位为中心频率的百分数（%），而且，Vi≤200mVRMS。式中Vi 的单位为V-RMS，C2 的单
位为uF。
通过试探和误差处理来选择C2，一开始可选择C2 的值为C1 的2 倍。随后可增加C2 的值以减小带
宽，也可减小C2 的值以增加带宽。
检测带宽的对称性
所谓检测整容的对称性就是测量此带宽与中心频率的对称程度。对称性的定义如下：
(fmax＋fmin－2f0)/2f
这时fmax 和fmin 是相应于所检测频带二边沿的频率。
如果一个音调开关的中心频率为 100KHz，而带宽为 10KHz，频带的边沿频率对称于 95KHz 和
105KHz，这样，其对称性为0%。但是，如果其频带相当不对称，边沿频率为100KHz 和110KHz，其对
称值增加到5%。
如果需要，可以用微调电位器R2 和47KΩ的电阻R4 在567 的引脚2 上加一外偏微调电压，以使对
称值减至 0，如图 13 所示。将电位器的中间滑动触点向上移则中心频率降低，向下移则中心频率升高。
硅二极管D1 和D2 用作温度补偿。
音调开关设计
。
最后，使C3 之值为C2 的2 倍。并检查此电路的响应。如果C3 太小，引脚8 上的输出可能会在开
关期间因过渡历程而发生脉冲。如C3 选择适当，则整个电路设计完毕。
多路转接开关
可以从一个音频输入馈入任意多个 567 音调开关，以构成任何所希望规模的多音调开关网络。图 14
和图15 是二种实用的两级开关网络。
在图 14 中的电路有双音解码器的作用。在二个输入信号中有任一个出现时，都可激励出一个信号输
出。图中，二个音调开关是由是一个信号源激励的，而其输出则由一个 CD4001B 型 CMOS 门集成块来
进行或非处理。图15 所示为二个567 音调开关并行联接，其作用有中一个相对带宽为24%的单个音调开
关。在此电路中，IC1 音调开关的工作频率设计成比IC2 倍。因此，它们的转
接频带是叠合的。