实验一锁相环.doc

实验一、模拟锁相环实验 0938038 刘午 09通信一班1.实验目的要求1.1熟悉模拟锁相环的工作原理1.2掌握模拟锁相环的基本参数及设计2.主要仪器： 2.1 JH5001通信原理综合实验系统 2.2 20MHz双踪示波器 2.3 函数信号发生器3.实验原理模拟锁相环模块在通信原理综合实验系统中可作为一个独立的模块进行测试。在系统工作中模拟锁相环将接收端的256KHz时钟锁在发端的256KHz的时钟上，来获得系统的同步时钟，如HDB3接收的同步时钟及后续电路同步时钟。该模块主要由模拟锁相环UP01（MC4046）、数字分频器UP02（74LS161）、D触发器UP04（74LS74）、环路滤波器和由运放UP03（TEL2702）及阻容器件构成的输入带通滤波器（中心频率：256KHz）组成。在UP01内部有一个振荡器与一个高速鉴相器组成。锁相环模块的框图见图2.1.1。因来自发端信道的HDB3码为归零码，归零码中含有256KHz时钟分量，经UP03B构成中心频率为256KHz有源带通滤波器后，滤出256KHz时钟信号，该信号再通过UP03A放大，然后经UP04A和UP04B四分频后变为64KHz信号，进入UP01鉴相输入A脚；VCO输出的512KHz输出信号经UP02进行八分频变为64KHz信号，送入UP01的鉴相输入B脚。经UP01内部鉴相器鉴相之后的误差控制信号经环路滤波器滤波送入UP01的压控振荡器输入端；正常时，VCO锁定在外来的256KHz频率上。模拟锁相环模块各跳线开关功能如下：1、 跳线开关KP01用于选择UP01的鉴相输出。当KP01设置于1_2时（左端），选择异或门鉴相输出，环路锁定时TPP03、TPP05输出信号将存在一定相差；当KP01设置于2_3时（右端），选择三态门鉴相输出，环路锁定时TPP03、TPP05输出信号将不存在相差。2、 跳线开关KP021是用于选择输入锁相信号：当KP021置于1_2时（HDB3：左端），输入信号来自HDB3编码模块的HDB3码信号；当KP021置于2_3时（TEST：右端）选择外部的测试信号（J007输入），此信号用于测量该模拟锁相环模块的性能。4.实验主要内容准备工作(复位作用)：将输入信号选择开关KP02设置在TEST位置，鉴相输出开关KP01设置在2_3位置（右端）。1. 锁定状态观测（1） 输入端口J007送入一个256 KHz的TTL方波信号。用示波器同时测量鉴相器输入A、B脚的波形TPP03、TPP05的相位关系。环路锁定该两信号将不存在相差。实验结果：（2） 将鉴相输出开关KP01设置在1_2位置（左端），环路锁定该两信号将存在相差。实验结果波形：2. 锁定检测信号观测将跳线器KP01设置在2_3位置（由端），用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入数字数字信号测试端口J007，用示波器观测锁定检测点TPP07点的波形。调整函数信号发生器输出频率使环路失锁和锁定，记录TPP07点的波形变化。实验波形：接入信号为256KHz接入信号为200KHz接入信号为156KHz接入信号为120KHz结论：已知TPP07点提供锁相环锁定信号，当锁相环为锁定状态时，即与输入频率相同时，TPP07点为高点平。实验波形图显然当锁相环为锁定状态时，TPP07点为高点平，当锁相环是失锁状态时，实验波形出现方波信号或者出现不稳定图形。3. 同步带测量（1） 用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入数字信号测试端口J007。用示波器同时测量J007、TPP04的相位关系，测量时用J007同步；正常时环路锁定，该两信号应为同步。（2） 缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至J007、TPP04两点波形失步，记录下失步前的频率。（3） 调整函数信号发生器频率为256KHz，使环路锁定。缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至J007、TPP04两点波形失步，记录下失步前的频率。（4） 计算同步带。结论：同步带=289KHz-147 KHz=142 KHz4. 捕捉带测量（1） 用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入数字信号测试端口J007。用示波器同时测量J007、TPP04的相位关系，测量时用J007同步；正常时环路锁定，该两信号应为同步。（2） 增加函数信号发生器输出频率，使J007、TPP04两点波形失步；然后缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至J007、TPP04两点波形同步。记录下同步一刻的频率。（3） 降低函数信号发生器输出频率，使J007、TPP04两点