模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)

1、高頻電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、了解用鎖相環(huán)構(gòu)成的調(diào)頻波解調(diào)原理。 2、學(xué)習(xí)用集成鎖相環(huán)構(gòu)成的鎖相解調(diào)電路。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、掌握鎖相環(huán)鎖相原理 2、同步帶和捕捉帶的測量3、鎖相鑒頻,鎖相頻率合成器實(shí)驗(yàn)儀器：1、 1 號(hào)模塊 1 塊 2、 6 號(hào)模塊 1 塊 3、 5 號(hào)模塊 1 塊 4、 雙蹤示波器 1 臺(tái) 實(shí)驗(yàn)原理：1、鎖相環(huán)路的基本組成鎖相環(huán)由三部分組成，它由相位比較器PD、低通濾波器LF、壓控振蕩器VCO三個(gè)部分組成一個(gè)閉合環(huán)路，輸入信號(hào)為Vi(t),輸出信號(hào)為V0(t),反饋至輸入端?；驹硎抢孟辔徽`差電壓去消除頻率誤差，所以當(dāng)電路達(dá)到平衡狀態(tài)后，雖然有剩

2、余相位誤差存在，但頻率誤差可以降低到零，從而實(shí)現(xiàn)無頻差的頻率跟蹤和相位跟蹤。2 、集成鎖相環(huán)NE564的介紹 1、限幅器由差分電路組成，可抑制FM信號(hào)的寄生調(diào)幅； 2、鑒相器(PD)的內(nèi)部含有限幅放大器，以提高對(duì)AM信號(hào)的抗干擾能力：4、5腳外接電容組成環(huán)路濾波器，用來濾除比較器輸出的直流誤差電壓中的紋波；2腳用來改變環(huán)路的增益；3腳為VCO的反饋輸入端； 3、VCO是改進(jìn)型的射極耦合多諧振蕩器，有兩個(gè)電壓輸出端，9腳輸出TTL電平，11腳輸出ECL電平。VCO內(nèi)部接有固定電阻，只需外接一個(gè)定時(shí)電容就可產(chǎn)生振蕩；4、施密特觸發(fā)器的回差電壓可通過15腳外接直流電壓進(jìn)行調(diào)整， 以消除16腳輸出信號(hào)

3、的相位抖動(dòng)。3、 電路原理圖4、 同步帶與捕捉帶 同步帶是指從PLL鎖定開始，改變輸入信號(hào)的頻率fi （向高或向低兩個(gè)方向變化），直到PLL失鎖（由鎖定到失鎖），這段頻率范圍稱為同步帶。捕捉帶是指鎖相環(huán)處于一定的固有振蕩頻率fV，并當(dāng)輸入信號(hào)頻率fi偏離fV上限值或下限值時(shí)，環(huán)路還能進(jìn)入鎖定，則稱為捕捉帶。測量的方法是從J4輸入一個(gè)頻率接近于VCO自由振蕩頻率的高頻調(diào)頻信號(hào)，先增大載波頻率直至環(huán)路剛剛失鎖，記此時(shí)的輸入頻率為fH1 ,再減小fi ，直到環(huán)路剛剛鎖定為止，記此時(shí)的輸入頻率為fH2，繼續(xù)減小fi ，直到環(huán)路再一次剛剛失鎖為止，記此時(shí)的頻率為fL1 ,再一次增大fi，直到環(huán)路再一次剛

4、剛鎖定為止，記此時(shí)頻率為fL2由以上測試可計(jì)算得：同步帶為：fH1fL1捕捉帶為：fH2fL2實(shí)驗(yàn)步驟：1、鎖相環(huán)自由振蕩頻率的測量 將5號(hào)板開關(guān)S1依次設(shè)為“1000”，“0100”，“0010”，“0001”（即選擇不同的定時(shí)電容）2、 同步帶和捕捉帶的測量設(shè)置S2（為0010,即VCO的自由振蕩頻率為4.5MHz），并連線。觀測輸入端TP8和VCO輸出信號(hào)TP6的波形，觀察頻率的鎖定情況。先按下1號(hào)模塊上“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，選擇“×10”檔，然后慢慢增大載波頻率直至環(huán)路剛剛失鎖，記此時(shí)的輸入頻率為fH1 ,再減小fi ，直到環(huán)路剛剛鎖定為止，記此時(shí)的輸入頻率為fH2,繼續(xù)減小fi

5、 ，直到環(huán)路再一次剛剛失鎖為止，記此時(shí)的頻率為fL1 ,再一次增大fi，直到環(huán)路再一次剛剛鎖定為止，記此時(shí)頻率為fL2 3、 改變W1的阻值，重做步驟2在J1處觀察VCO輸出波形的幅度、同步帶、和捕捉帶的變化。4、鎖相鑒頻 將S1撥為0010，連線如下表 1）將Vp-p=500mV。fC=4.5MHz，調(diào)制信號(hào)的頻率f=1KHz的調(diào)頻信號(hào)從P7輸入。將1號(hào)模塊上“FM調(diào)制開關(guān)”撥到右邊（此時(shí)“FM”指示燈會(huì)亮），再順時(shí)針調(diào)節(jié) “FM頻偏”旋鈕旋到最大。2）用示波器在TP7處觀測解調(diào)信號(hào)，并與調(diào)制信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。3）改變調(diào)制信號(hào)的頻率，觀察解調(diào)信號(hào)的變化。對(duì)比解調(diào)信號(hào)和音頻信號(hào)頻率是否一致。5、

6、鎖相頻率合成器1）將給定的某一基準(zhǔn)頻率（用頻率穩(wěn)定而且準(zhǔn)確的振蕩器所產(chǎn)生的頻率），通過一系列的頻率算術(shù)運(yùn)算，在一定頻率范圍內(nèi)，獲得頻率間隔一定，穩(wěn)定度和基準(zhǔn)頻率相同，數(shù)值上與輸入頻率成有理數(shù)比的大量新頻率的一種技術(shù)。2）將參考信號(hào)進(jìn)行M 分頻輸入鎖相環(huán)鑒相器，VCO 輸出信號(hào)進(jìn)行N分頻輸入鑒相器連成鎖相環(huán)，鎖相環(huán)鎖定時(shí)VCO 輸出可以得到不同的頻率:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：1、 鎖相環(huán)自由振蕩頻率的測量 S1C（P）頻率（MHz）幅度（Vp-p）/V1000200.0150.040100479.021.8500104704.052.81000111000.524.54S1=1000，波形為：S1=0100，

7、波形為：S1=0010，波形為：S1=0001，波形為：2、 同步帶和捕捉帶的測量頻率同步帶捕捉帶fL1fL2fH1fH2S1=0001510K530K580K673KS1=00103.34M4.35M4.78M6.37MS1=0001：同步帶為：fH1fL1 =580K-510K=70K捕捉帶為：fH2fL2 =673K-530K=143KS1=0010：同步帶為：fH1fL1 =4.78M-3.34M=1.44M捕捉帶為：fH2fL2 =6.37M-4.35M=2.02M 3、 改變W1的阻值，重做步驟2頻率同步帶捕捉帶fL1fL2fH1fH2S1=00014.16M4.25M4.43M4

8、.57M增大W1的阻值：同步帶為：fH1fL1 =4.43M-4.16M=0.27M捕捉帶為：fH2fL2 =4.57M-4.25M=0.32M 結(jié)論：改變W1的阻值：增大W1的阻值，VCO輸出波形的幅度減小，同步帶減小以及捕捉帶也減??；減小W1的阻值，VCO輸出波形的幅度增大，同步帶增大以及捕捉帶也增大。4、 鎖相鑒頻 改變調(diào)制信號(hào)的頻率，測得解調(diào)信號(hào)的頻率為1.07KHz，音頻信號(hào)的頻率為1.06KM。在誤差允許范圍內(nèi)，兩者的頻率一致。5、鎖相頻率合成器輸出波形為：實(shí)驗(yàn)心得： 通過這次實(shí)驗(yàn)，掌握了用鎖相環(huán)構(gòu)成的調(diào)頻波解調(diào)的方法。了解了鎖相環(huán)鎖相原理是：利用相位誤差電壓去消除頻率誤差，當(dāng)電路達(dá)到平