實驗一 鎖相環(huán)

1、實驗一、模擬鎖相環(huán)實驗0938038劉午09通信一班實驗?zāi)康囊?.1熟悉模擬鎖相環(huán)的工作原理1.2掌握模擬鎖相環(huán)的基本參數(shù)及設(shè)計主要儀器：JH5001通信原理綜合實驗系統(tǒng)20MHz雙蹤示波器2.3函數(shù)信號發(fā)生器實驗原理模擬鎖相環(huán)模塊在通信原理綜合實驗系統(tǒng)中可作為一個獨(dú)立的模塊進(jìn)行測試。在系統(tǒng)工 作中模擬鎖相環(huán)將接收端的256KHz時鐘鎖在發(fā)端的256KHz的時鐘上，來獲得系統(tǒng)的同步 時鐘，如HDB3接收的同步時鐘及后續(xù)電路同步時鐘。256K bitpsHDB3TESTKP02跳線器環(huán)路濾波器圖2.1.1 模擬鎖相環(huán)組成框圖該模塊主要由模擬鎖相環(huán)UP01 （MC4046）、數(shù)字分頻器UP02

2、（74LS161）、D觸發(fā)器 UP04 （74LS74）、環(huán)路濾波器和由運(yùn)放UP03 （TEL2702）及阻容器件構(gòu)成的輸入帶通濾波 器（中心頻率：256KHz）組成。在UP01內(nèi)部有一個振蕩器與一個高速鑒相器組成。鎖相 環(huán)模塊的框圖見圖2.1.1。因來自發(fā)端信道的HDB3碼為歸零碼，歸零碼中含有256KHz時 鐘分量，經(jīng)UP03B構(gòu)成中心頻率為256KHz有源帶通濾波器后，濾出256KHz時鐘信號， 該信號再通過UP03A放大，然后經(jīng)UP04A和UP04B四分頻后變?yōu)?4KHz信號，進(jìn)入UP01 鑒相輸入A腳；VCO輸出的512KHz輸出信號經(jīng)UP02進(jìn)行八分頻變?yōu)?4KHz信號，送入 UP

3、01的鑒相輸入B腳。經(jīng)UP01內(nèi)部鑒相器鑒相之后的誤差控制信號經(jīng)環(huán)路濾波器濾波送 入UP01的壓控振蕩器輸入端；正常時，VCO鎖定在外來的256KHz頻率上。模擬鎖相環(huán)模塊各跳線開關(guān)功能如下：1、跳線開關(guān)KP01用于選擇UP01的鑒相輸出。當(dāng)KP01設(shè)置于1_2時（左端），選擇 異或門鑒相輸出，環(huán)路鎖定時TPP03、TPP05輸出信號將存在一定相差；當(dāng)KP01 設(shè)置于2_3時（右端），選擇三態(tài)門鑒相輸出，環(huán)路鎖定時TPP03、TPP05輸出信號 將不存在相差。2、跳線開關(guān)KP021是用于選擇輸入鎖相信號：當(dāng)KP021置于1_2時（HDB3：左端）， 輸入信號來自HDB3編碼模塊的HDB3碼信號

4、；當(dāng)KP021置于2_3時（TEST:右 端）選擇外部的測試信號（J007輸入），此信號用于測量該模擬鎖相環(huán)模塊的性能。實驗主要內(nèi)容準(zhǔn)備工作（復(fù)位作用）：將輸入信號選擇開關(guān)KP02設(shè)置在TEST位置，鑒相輸出開關(guān)KP01 設(shè)置在2_3位置（右端）。鎖定狀態(tài)觀測（1）輸入端口 J007送入一個256 KHz的TTL方波信號。用示波器同時測量鑒相器輸入A、B腳的波形TPP03、TPP05的相位關(guān)系。環(huán)路鎖定該兩信號將不存在相差。實驗結(jié)果:忙 H=|Tinie 5 .000UsTGH0.0000s（2）將鑒相輸出開關(guān)KP01設(shè)置在1_2位置（左端），環(huán)路鎖定該兩信號將存在相差。實驗結(jié)果波形:CHI-

5、 1.60UBii嘗 1.00U Time 5-0001.15 O+U.0030s鎖定檢測信號觀測將跳線器KP01設(shè)置在2_3位置（由端），用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生一個256KHz的TTL 信號送入數(shù)字?jǐn)?shù)字信號測試端口 J007，用示波器觀測鎖定檢測點TPP07點的波形。調(diào)整函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率使環(huán)路失鎖和鎖定，記錄TPP07點的波形變化。實驗波形:接入信號為256KHz接入信號為200KHz接入信號為156KHz接入信號為120KHz結(jié)論：已知TPP07點提供鎖相環(huán)鎖定信號，當(dāng)鎖相環(huán)為鎖定狀態(tài)時，即與輸入頻率相 同時，TPP07點為高點平。實驗波形圖顯然當(dāng)鎖相環(huán)為鎖定狀態(tài)時，TPP07點為高點

6、平，當(dāng) 鎖相環(huán)是失鎖狀態(tài)時，實驗波形出現(xiàn)方波信號或者出現(xiàn)不穩(wěn)定圖形。同步帶測量（1）用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生一個256KHz的TTL信號送入數(shù)字信號測試端口 J007。用示波器同時測量J007、TPP04的相位關(guān)系，測量時用J007同步；正常時環(huán)路鎖定，該兩信號應(yīng)為同步。CHU 1.00I.J（2）緩慢增加函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率，直至J007、TPP04兩點波形失步，記錄下失步前的頻率。fi：IGOL1.S0L.JCH U1.000L1S0000S（3）調(diào)整函數(shù)信號發(fā)生器頻率為256KHz，使環(huán)路鎖定。緩慢降低函數(shù)信號發(fā)生器輸 出頻率，直至J007、TPP04兩點波形失步，記錄下失步前的頻率。F

7、IGOL T? D5-W f O 1 .S0LJ= 3.44UFrd(l)=6-.80ws Fre=i(l)i= 147 kHz . CHI- 1.60U1.801JTime 1-000US O+U. 0800s（4）計算同步帶。結(jié)論：同步帶=289KHz-147KHz=142KHz捕捉帶測量（1）用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生一個256KHz的TTL信號送入數(shù)字信號測試端口 J007。用 示波器同時測量J007、TPP04的相位關(guān)系，測量時用J007同步；正常時環(huán)路鎖 定，該兩信號應(yīng)為同步。（2）增加函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率，使J007、TPP04兩點波形失步；然后緩慢降低函 數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率，直至J007、TPP04兩點波形同步。記錄下同步一刻的頻 率。（3）降低函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率，使