HDB码电路测试与FM电路设计方案

《专业综合课程设计》报告题目:HＤＢ3码电路测试与FM2电路设计专业班级：电子0706班同学姓名:李洋指导老师：徐文武汉理工高校信息工程学院年月日《专业综合课程设计》任务书同学姓名:李洋专业班级：电子07０6指导老师：徐文工作单位:信息工程学院题目：HDB３码电路测试与FM2电路设计课程设计目的：通过对ＴHEＸ－1型综合实验平台的使用，较深化了解通信电路的原理;掌握通信电路的测试方法和设计实验的方法;学习利用EWB仿真设计简洁通信系统的方法；练习利用Protel绘制PＣB电路的方法；提高正确地撰写论文的基本能力。课程设计内容和要求电路测试：测试HDB3１,ＨＤB３2，HＤB33，DPLL，PＬL实验电路板.要求简略分析实验电路的工作原理（说明每个元器件的作用和功能），写出测试项目,并对测试结果作出简略分析；如果电路板不能测出所需要的结果，要分析缘由，找出电路板损坏的部位。用EＷB做出FM2的仿真电路，并测试各点的波形；要求简略分析电路原理(说明每个元器件的作用和功能）,对测试结果作出简略分析.用Protel绘制ＣVＳＤ2的ＰＣB电路。查阅不少于6篇参考文献.初始条件：THEX—1型综合实验平台及实验指导书；示波器，万用表。EＷB和Protｅl软件。时间支配：第１８周，支配设计任务；第1９周,完成实验测试和仿真电路的设计与测试；第20周，完成PCB电路绘制；撰写设计报告，答辩。指导老师签名：2011年月日系主任(或责任老师)签名：２01１年月日名目TOC\o＂1－3"\h\uHYＰERＬINＫ\l＿Toc１89191模拟调制通信系统测试ﻩＰAGＥREF＿Toｃ１891９1HYPERＬINK＼l_Tｏｃ31４２71。1ＰAM双路抽样脉冲形成实验PAM1ﻩPＡGEＲEF_Toｃ３14２7１ＨYＰＥRLＩNK\ｌ_Toc３1３511。1.１实验原理 PAＧＥＲEＦ_Toc3１3511ＨＹＰEＲLＩNK\l_Tｏc230881．1。2实验步骤ﻩPAGＥREF_Toc230８82754７1。1。3实验测试结果ﻩPAGEREF＿Toc75472HYPERＬIＮK＼ｌ_Toc2８5161．2抽样定理与脉冲调幅实验ＰＡM2ﻩＰＡGＥREF＿Ｔoc２８5１63ＨＹＰERＬINK\ｌ_Toc7353１.２．1实验原理ﻩPAGＥREF_Tｏc735３3HＹＰERLＩＮＫ\ｌ_Toc２1０８1.2。2实验步骤 ＰAGERＥF_Tｏc２１0８4HＹPERLＩNK\ｌ_Ｔoｃ５40７1。２．3实验测试结果ﻩＰAGEREＦ＿Ｔoｃ５40７４HYPＥRLＩＮK\ｌ_Toｃ169９61.3PAＭ模拟传输线实验PAM３（实验模块PAM1PＡM3） PAGEＲEF＿Ｔoc1６99６５HYPＥRLINK\ｌ＿Ｔoc143911。3。１实验原理 PＡGEREF_Toc１43915HＹＰERLINK\l_Toｃ１26８3１。3．２实验步骤ﻩＰAＧEＲEＦ＿Toc126836ＨYPＥＲLＩＮK\ｌ_Tｏｃ312５8１.3。3实验测试结果ﻩPAGEＲEＦ_Ｔoc3125８6ＨYＰEＲLIＮＫ\ｌ_Toc296921.4PAM脉冲幅度解调实验PAM4（实验模块PＡM1PＡM２ＰAM4) ＰAGERＥＦ_Tｏc296927HYPERLIＮＫ＼ｌ＿Tｏc307421.4．1实验原理 PＡGEREF＿Toc３07４2７ＨＹPERLＩNK\l_Tｏc４４11１。4。2实验步骤ﻩ１8HYPＥRＬINK\l_Toc9５691.4.3实验测试结果ﻩPＡGEREF＿Tｏc9５69９ＨYＰERLIＮＫ\l_Toｃ67４91。5PCM脉冲编译码实验ＰCM PAＧＥREF_Toｃ6７4910HYPERLINK\ｌ＿Toc3035５1.５.1实验原理ﻩPAGEREF＿Ｔoc3035510HYPERLINＫ＼l_Toｃ5501.5。2实验步骤 PAGＥREF_Ｔoc５50１1ＨYＰEＲLIＮK\l_Ｔｏc１88741.5.3实验测试结果ﻩPＡGEＲEＦ＿Ｔoc1887４11HYPEＲLINK＼l_Toｃ4９31１。６数字多路传输系统实验TDM1,TDM2 PAGＥREF_Tｏc4９3１12HYPERＬIＮK\l_Ｔoc307９0１。6．1实验原理 PAGEＲEＦ_Toc30790１２ＨYPERＬINＫ＼l_Toc２38261。6．2实验步骤及理论波形 PAGEＲEF_Toc２382613HYPERLＩNＫ\l＿Ｔoｃ10５29２集成锁相环调频鉴频实验FＭ2 PＡGＥREＦ_Ｔｏc１052９152９646一、实验目的 ６4６15HYＰEＲLINK＼l_Ｔoc278１6二、实验仪器与设备 PAGEREF＿Toc2７81６15HYPＥRLINＫ\l_Ｔｏｃ１832三、实验原理ﻩPAＧEREF_Toｃ１83２15HYPERLＩNK\l_Toc146993实验仿真ﻩPAＧEREF_Toc14６9９２3HYPERLINＫ＼l_Toｃ１０894４PＣB制作 ＰＡGEREF＿Ｔｏc10８94２5HYPERLINK＼l_Toc175765小结 ７5７6３０ＨYPＥRＬINＫ\l＿Toｃ2442６参考文献ﻩＰAGＥREF_Ｔoc24４２31武汉理工大学《专业综合课程设计》报告PAGE311模拟调制通信系统测试1。１ＰAM双路抽样脉冲形成实验PAM1１．1．1实验原理（一）电路组成ＰAM双路抽样脉冲发生实验是供应ＰAＭ、PSK等实验所需时钟和基带信号,图1－１是实验电原理图,由以下电路组成：1．内时钟信号源.2。多级分频及PAＭ双路抽样脉冲产生电路.图1-1PAM双路抽样脉冲发生实验电原理图（二)电路工作原理1.内时钟信号源内时钟信号源电路由晶振J1,电阻R1和R２，电容C1,非门Ｕ1A，U1B组成,若电路加电后，在Ｕ1A的输出端输出一个比较抱负的方波信号，输出振荡频率为４。096ＭHZ，经过D触发器U6Ｂ进行二分频，输出为２。０48MＨＺ方波信号。2．三级基准信号分频及PAM双路抽样脉冲产生电路该电路的输入时钟信号为2。0４8ＭHＺ的方波，由可预置四位二进制计数器（带直接清零)组成的三级分频电路组成，逐次分频变成8KＨz方波,U2、U３的其次引脚为各级时钟输入端,输入时钟为2.04８MHZ,128KHz,由其次级分频电路产生的多级分频脉冲输入3线-8线译码器74LS1３8的地址端和选通端，在译码器的输出端Ｙ１、Y２输出频率8KHｚ、时延14ｕs的双路抽样脉冲.1。1．２实验步骤用２0MＨｚ双踪示波器观察各测试点波形。１。1。３实验测试结果理论两路脉冲波形：)图1-2两路脉冲信号波形实际测试图片：图1-３实际测试波形阅历证，实验结果与理论结果全都。１．2抽样定理与脉冲调幅实验PＡＭ２1。2.１实验原理利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样"，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号.在满意抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息.并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。图1—4单路PＣM系统示意图图1-5抽样定理和脉冲调幅实验电原理图抽样定理指出，一个频带受限信号m（ｔ）如果它的最高频率为fH(即ｍ（t）的频谱中没有fＨ以上的重量),可以唯一地由频率等于或大于2fＨ的样值序列所决定.因此，对于一个最高频率为3400Hz的语音信号m（t），可以用频率大于或等于6800Ｈz的样值序列来表示。多路脉冲调幅的实验框图如图1-6所示,BＧ1和BG2构成第一路脉冲调幅信号，BG3和BG４构成其次路脉冲调幅信号。分路抽样电路的作用是：将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。n路抽样脉冲在时间上是互不交叉、挨次排列的.各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号。本实验设置了两路分路抽样电路.图1-6多路脉冲调幅实验框图1．2．2实验步骤观测PAM２音讯发生器部分输出TＰ１是正弦波输出，将其幅度调至最大不失真调节电位器R５和RW1,观测ＴP6波形输出。１。2。3实验测试结果理论波形：TP1输出信号:图1-7TP1输出信号ＴP6脉冲调幅输出：TP6图1—８ＴP6输出信号实际测试波形：图１-9TP1输出波形 ﻩ ﻩﻩ 图1-１0TP6输出波形1.3ＰAM模拟传输线实验PＡＭ3（实验模块PAM1ＰAM3)1.3.１实验原理路际串话是衡量多路系统的重要指标之一。路际串话是指在同一时分多路系统中,某一路或某几路的通话信号串扰到其它话路上去，这样就产生了同一端机中的各路通话之间的串话.在一个抱负的传输系统中，各路PAM信号应是严格地限制在本路时隙中的矩形脉冲。但如果传输PＡM信号的通道频带是有限的,则PAM信号就会消灭“拖尾”的现象，当“拖尾”严重，以至侵入邻路隙时，就产生了路隙串话.（一)路隙串话中的高频串话在考虑通道频带高频端时,可将整个通道简化为图２４－１所示的低通网络，它的上截止频率为:ｆ１=１/（2πR１C1）。为了分析便利，设第一路有幅度为Ｖ的PＡM脉冲,而其它路没有。当矩形脉冲通过图7－1（ａ)所示的低通网络,输出波形如图7—1（ｂ)所示。脉冲终了时，波形按R１C1时间常数指数下降。这样，就有了第一路脉冲在其次路时隙上的残存电压——串话电压ΔＵ，这种由于信道的高频响应不够引起的路际串话就叫做高频串话。图1-1１通道的低通等效网络图1—12通道的高频等效网络（二）路隙串话中的低频串话当考虑通道频带的低频端时,可将通道简化为图1—12所示的高通网络。它的下截止频率为f2=1/（2πＲ2C２)由于R2Ｃ2>＞τ,所以，当脉冲通过图7-2（a）所示的高通网络后,输出波形如图7—2(b)所示.长长的“拖尾"影响到相隔很远的时隙。若计算某一话路上的串话电压，则需要计算前n路对这一路分别产生的串话电压，积累起来才是总的串话电压。这种由于信道的低频响应不够而引起的路际串话就叫做低频串话。(三)模拟的传输通道低通等效网络图7-３是模拟的传输通道实验原理图，R1、R2分别代表了传输线路的串联等效电阻，C1、C2分别代表了传输线路芯线和屏蔽层之间的分布等效电容。图1—１３模拟传输线实验电原理图1。３。２实验步骤(一)筹备工作使“PＡM双路抽样脉冲发生实验”(ＰＡＭ1）模板处于正常工作状态。（二）依次在模拟传输线输入端验证抽样定理Ｊ1，J3，J5输入TP１—１的抽样脉冲，依次在模拟传输线输出端J2,J4，J6用示波器观察抽样脉冲的畸变情况,并作图记录。同时在图中标出TP1－2的波形和位置1.3。3实验测试结果理论波形如图：图１－14实际测试波形：图1-1５１．４ＰAM脉冲幅度解调实验PAM4(实验模块ＰAM1PＡＭ2ＰＡＭ4)1．4．１实验原理从抽样序列的形成可以知道,用一积分电路组成的低通滤波器可实现模拟信号的恢复。即实现PＡM脉冲幅度解调.为便于观察，解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成,低通滤波器的截止频率为３400Ｈz。(一）分路选通电路多路脉冲调幅信号进入接收端后,由分路选通脉冲分离成n路，亦即还原出单路PＡM信号。发送端分路抽样与接收端分路选通是一一对应的,这是依靠它们所使用的定时脉冲的对应关系决定的.为简化实验系统，本实验的分路选通脉冲直接利用该路的分路抽样脉冲经适当延迟获得，流程可参阅PAM2实验中的图23—7。接收端的选通电路也采纳结型场效应晶体管作为开关元件,但输出负载不是电阻而是电容.采纳这种类似于平顶抽样的电路是为了解决PAM解调信号的幅度问题。由于时分多路的需要，分路脉冲的宽度τS是很窄的。当占空比为τＳ/T的脉冲通过话路低通滤波器后，低通滤波器输出信号的幅度很小.这样大的衰减带来的后果是严重的。但是，在分路选通后加入保持电容，可使分路后的ＰAM信号展宽到100％的占空比，从而解决信号幅度衰减过大的问题.但我们知道平顶抽样将引起固有的频率失真。ＰAM信号在时间上是离散的，但在幅度上却是连续的。而在PCM系统里，PAM信号只有在被量化和编码后才有传输的可能。本实验仅供应一个ＰＡＭ系统的简洁分路选通电路模式.（二）PＡM脉冲幅度解调电路PＡＭ时序信号经过分路选通电路选通后，即可进入脉冲幅度解调电路。解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成低通滤波器的截止频率为34０0Hz。（三）实验电原理图分析PAM脉冲幅度解调实验的实验电原理图如图2５—１所示。图25－1的左半部分为分路选通电路，J1输入PＡＭ时序信号.BＧ1为射极跟随器，J4输入选通脉冲,通常为调制端的选通脉冲经适当延迟得到。BG3为选通脉冲驱动级。BG2为选通信号输出，C３为展宽电容；图２5-1的右半部分为脉冲幅度解调电路，J５输入PAＭ时序信号,BG4为射极跟随器，U1Ａ和Ｕ1Ｂ组成截止频率为3400Ｈz的低通滤波器,BＧ5为放大电路，J7输出恢复后的模拟音频信号.图１-1６PAM脉冲幅度解调实验电原理图１。4．2实验步骤(一）筹备工作：筹备好PＡＭ１~PAM３三块实验模块，并使其工作正常。(二）验证抽样定理1．在PＡM4的J5输入单路抽样时序信号（PＡM2的J2输入音频信号：fＨ=１ＫHｚ幅度2VP－P，Ｊ３输入抽样脉冲TP1-1,连接PAM2的J６和PAM4的Ｊ5)。用2０MHｚ双踪示波器分别观察ＰAM2的J2和ＰAM4的TP5～TP７。２。在PAM４的Ｊ5输入单路抽样时序信号（PAM2的J2输入音频信号:ｆＨ＝420Ｈｚ幅度２VP－P，J3输入抽样脉冲TP１—1,连接PAM2的J６和PＡM4的J5）。用20ＭHz双踪示波器分别观察ＰＡM2的J２和PAＭ4的TＰ５～TP７。３。在ＰAM4的J5输入单路抽样时序信号(ＰAM2的Ｊ2输入音频信号：fH=6KHz幅度2ＶP－P，J3输入抽样脉冲TＰ1－1，连接ＰAM2的Ｊ6和PAM4的Ｊ5)。用20ＭＨz双踪示波器分别观察ＰAM2的Ｊ２和ＰＡM４的ＴP５～TＰ７。（三）分路选通和脉冲展宽1．在ＰＡM4的J1输入多路抽样时序信号（PAM２的Ｊ1输入音频信号ｆH=1KHz幅度2VP—P，Ｊ3输入第一路抽样脉冲TP1—1；PAM2的J4输入音频信号fH=５00Ｈz幅度2ＶP—P,J５输入其次路抽样脉冲TP2-1，连接PAＭ２的J6和ＰAM4的J1）。PAM4的Ｊ4分别输入分路选通脉冲TＰ1—2或TP2-2，用20MＨz双踪示波器分别观察PAＭ2的TP2、TP4和PAM４的TP３。（四)时分多路系统中的路际串话:在ＰAM调制和解调之间串入PAM3模块在ＰAM4的J1输入第一路抽样时序信号（ＰAＭ4的J１输入音频信号fH=１KＨz幅度2VP-P,J3输入第一路抽样脉冲TP1-1）。PAM4的Ｊ4输入其次分路选通脉冲TP２—２,连接J3和J5，在“近距离”、“中距离”、“远距离”三种情况下分别观察第一路对其次路的路际串话情况。1。4.3实验测试结果理论波形：=1\*GＢ2⑴TP１（J1)输入脉冲调幅PAM2的J６，如下图所示：TＰ１图1—17=2\*GB２⑵TP4（Ｊ4)抽样脉冲输入TＰ１—1,如下图所示:ＴP４图1—１8＝3\*GB2⑶观测TＰ3脉冲展宽输出波形如下图所示：ＴP3图1—19=4\*ＧB2⑷PAＭ4的脉冲调幅输入J5输入PAM2的脉冲调幅输出J6,波形同TP1。=5\＊GB2⑸观测TP7解调输出波形如下图所示：TP７图1-20实际测试结果：图1－2１１．5PCＭ脉冲编译码实验ＰCM１．5.１实验原理PＣM基群作为数字微波通信和光纤通信系统的终端设备，在目前通信系统中占有很重要地位.本实验主要学习ＰCM30/32路基群系统的PCM编译码器、并对ＰCM编译码器进行自环测试,加深对PCM终端设备的了解.脉冲编码调制通信就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进行抽样后,再对样值的幅度进行量化、编码的过程。所谓抽样,就是利用抽样脉冲对模拟信号进行周期性扫描，从而把时间上连续的信号变成变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中全部信息。它的抽样速率下限是由抽样定理确定的。在该实验中,抽样速率采纳８Kｂｉt/s。模拟信号抽样示意图如图9-１所示。图1—2２模拟信号抽样示意图所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散,即用一组规定的电平,把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示.所谓编码,就是用一组二进制码来表示每一个有固定电平的量化值.然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的,故编码过程也称为模/数变换，可记作Ａ/Ｄ。在幅度与时间上连续变化的模拟信号经抽样后，虽然在时间轴上变为离散量,但在幅度上每一采样仍为连续量，为了使每一采样用数字代码表示,就必须将幅度用有限个电平来表示，实现这个过程称作幅度量化.PCM的原理如图9—2所示。话音信号先经防混迭低通滤波器，得到限带信号（３0０~3400Hz），进行脉冲抽样,变成8KHz重复频率的抽样信号,然后将幅度连续的PＡM信号用“四舍五入”方法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。对于电话CＣITT规定抽样率为８ＫHz,每抽样值编8位码，即共有28=256个量化值，因而每话路PＣM编码后的标准数码率是64ｋｂ/s.为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题,在实际中采纳不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，简略如图1—17所示.图1—23PCM的原理框图图１—24A律与u律的压缩特性1。５.2实验步骤=1\*ＧB２⑴J1话音输入１K、2V的音频信号；=2＼*GB2⑵Ｊ6时分脉冲输入Ｑ８K;=3\＊GB２⑶J5时钟输入2０４８K；=4\*GB２⑷连接PCM编码输出和编码输入1.5.３实验测试结果理论波形:观测编码输出TＰ2如下图所示:图1—25=5＼＊GB２⑸观测话音输出J4为1Ｋ的是频信号如下图所示：图1—26实际测试波形:图1-27结果分析：PCM编译码的过程和工作原理PCM脉冲编码调制通信，就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号转换为时间离散、取值离散的数字信号后，在信道中进行传输。而脉冲编码调制就是对模拟信号先进行抽样过后，再对样值的幅度进行量化、编码的过程。１.6数字多路传输系统实验TDM1,TDM21．6。1实验原理数字复接设备的结构简图如图27—1所示.图1－28数字复接调设备结构简图数字复接系统包括数字复接器和数字分接器两部分.数字复接器是把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成为单一的合路数字信号的设备；数字分接器是把一个合路数字信号分解为原来多个支路信号的设备。通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起作为一个设备,称为复接分接器，统称为数字复接设备。数字多路传输实验：本实验系统由发送端的复接器和接收端的分接器两部分组成，系统模块图如图27－4所示，由于是同步复接系统，可以略去调整单元和恢复单元,增加了复接器中的支路信号产生单元和分接器中的支路信号输出路序选择单元。图1—２9数字多路传输实验系统模块1。6。2实验步骤及理论波形=1\*ＧB２⑴测得回路信号波形如图a所示:FD1、FD２、FD3、FＤ４为四路输入信号；图1—30=２＼*GB2⑵复接器复接单元复接信号为ＤOUT图1-31＝3＼*ＧB2⑶分接单元信号波形FＤ1、ＦD2、ＦD3、FD４为四路输入信号同上图ａ1.６.3实验测试波形图１—322集成锁相环调频鉴频实验FＭ2一、实验目的1．掌握通用单片集成锁相环LM５65的工作原理和应用.2.掌握LM５65用作调频器的工作原理和应用方法。3.掌握ＬＭ5６５用作鉴频器的工作原理和应用方法。二、实验仪器与设备１。THＥX-1型实验平台、集成锁相环调频鉴频实验（ＦM2两块）2．20ＭHz双踪示波器、万用表三、实验原理(一)ＬM565简介ＬM5６5是一块工作频率低于1MHz的通用单片集成锁相环路,其组成方框图和引脚框图如图5-1所示.它包含鉴相器、压控振荡器和放大器三部分。鉴相器为双平衡模拟相乘电路，压控振荡器为积分-施密特电路。输入信号加在2、3端，7端外接电容器与放大器的集电极电阻（典型值为3.6K）组成环路滤波器.由7端输出的误差电压在内部直接加到压控振荡器的掌握端。6端供应了一个参考电压，其标称值与７端相同.６、7端可以一起作为后接差动放大器的偏置。压控振荡器的定时电阻接在8端,定时电容接在9端,振荡信号从4端输出。压控振荡器的输出端４与鉴相器反馈输入端5是断开的，允许插入分频器来做频率合成器.2图2-１LM565内部原理框图和引脚框图对LM5６５而言,压控振荡器振荡频率可近似表示为：压控灵敏度为：式中是电源电压（双向馈电时则为总电压）。鉴相灵敏度为：放大器增益为：LM565工作频率范围为0。001Ｈｚ～５0０ＫＨｚ,电源电压为±６～±12V,鉴频失真低于０。2%，最大锁定范围为±６0%，输入电阻为1０K，典型工作电流为8mA。主要用于FＳK解调、单音解码、宽带FM解调、数据同步、倍频与分频等方面。（二）实际电路介绍实际电路如图２－2所示。ﻫ图2-2集成锁相环调频鉴频电原理图图中,9脚的定时电路选择为锁相环压控振荡器的频率粗调，分为三个频段。8脚的定时电路选择为压控振荡器各个频段的频率细调。带宽选择确定环路滤波器的带宽。滤波器可选择比例积分滤波器或RC滤波器。１．调频器：从图２-１可知,压控振荡器自身就是一个调频器，由于它的瞬时频率正比于输入音频信号的幅度,所以压控振荡器可以直接用作调频器，但是由于它的振荡频率的温度漂移以及掌握特性的非线性，不能产生高质量的FM信号。同时由于锁相环中压控振荡器的线性范围可限，所以输入信号的幅度不应过高。图5—2中,J１输入音频,J３即可输出调频波，调频波频率由定时电容、定时电阻决定。2.锁相环路部件特性锁相环是一个相位的负反馈掌握系统。这个负反馈掌握系统是由鉴相器（PD)、环路滤波器（LF)和压控振荡器(VＣＯ)三个基本部件组成，基本构成如图5-3。实际应用中有各种形式的环路，但它们都是由这个基本环路演化而来的。下面逐个介绍基本部件在环路中的作用.图2-3锁相环路的基本构成（1)鉴相器鉴相器是一个相位比较装置，用来检测输入信号相位与反馈信号相位之间的相位差。输出的误差信号是相差的函数,即(２）环路滤波器环路滤波器具有低通特性,它可以起到图5-4中低通滤波器的作用,更重要的是它对环路参数调整起着决定性的作用。环路滤波器是一个线性电路，在时域分析中可用一个传输算子来表示,其中是微分算子；在频域分析中可用传递函数表示，其中是复频率;若用代入就得到它的频率响应，故环路滤波器模型可表示为图5－6。常用的环路滤波器有RＣ积分滤波器、无源比例积分滤波器和有源比例积分滤波器三种，现分别说明如下。图2-4环路滤波器的模型①、RＣ积分滤波器这是结构最简洁的低通滤波器,电路构成如图5—7，其传输算子(5－1）式中是时间常数，这是这种滤波器唯一可调的参数.图2－5RＣ积分滤波器电路组成令，并代入式(５—1），即可得到滤波器的频率特性作为对数频率特性，如图５-8。可见，它具有低通特性,且相位滞后。当频率很高时,幅度趋于零,相位滞后接近于。图２-６RC积分滤波器的对数频率特性②、无源比例积分滤波器无源比例积分滤波器如图５—9所示，它与积分滤波器相比,附加了一个与电容器相串联的电阻，这样就增加了一个可调参数,它的传输算子为:（5－2）式中；。这是两个独立可调的参数,其频率响应为：图２-７无源比例积分滤波器电路组成据此可作出对数频率特性,如图2-8所示.这也是一个低通滤波器，与积分滤波器不同的是，当频率很高时等于电阻的分压比,这就是滤波器的比例作用。从相频特性上看,当频率很高时有相位超前校正的作用，这是由相位超前因子引起的.这个相位超前作用对改善环路的稳定性是有用的.图2—8无源比例积分滤波器的对数频率特性（3）压控振荡器压控振荡器是一个电压―频率变换装置,在环中作为被控振荡器，它的振荡频率应随输入掌握电压线性地变化,即应有变换关系（5-4)式中是压控振荡器的瞬时角频率；为掌握灵敏度或称增益系数,单位是［raｄ／s·v]。实际应用中的压控振荡器的掌握特性只有有限的线性掌握范围,超出这个范围之后掌握灵敏度将下降。图５—13中的实线为一条实际压控振荡器的掌握特性，虚线为符合式（5—４）的线性掌握特性.由图可见，在以为中心的一个区域内,两者是吻合的，故在环路分析中我们就用式（５-４)作为压控振荡器的掌握特性。由于压控振荡器的输出反馈到鉴相器上,对鉴相器输出误差电压起作用的不是其频率，而是其相位即改写成算子形式为锁相环路中要求压控振荡器输出的是相位，因此，这个积分作用是压控振荡器所固有的。正由于这样，通常称压控振荡器是锁相环路中的固有积分环节。这个积分作用在环路中起着相当重要的作用。图２－9振荡器的掌握特性压控振荡器电路的形式很多,常用的有压控振荡器、晶体振荡器、负阻压控振荡器和压控振荡器等几种。前两种振荡器的频率掌握都是用变容管来实现的.由于变容二极管结电容与掌握电压之间具有非线性的关系,所以压控振荡器的掌握特性肯定也是非线性的。为了改善压控特性的线性性能,在电路上实行一些措施，如与线性电容串接或并接,以背对背或面对面方式连接等等。４.解调器调制跟踪的锁相环路本身就是一个调频解调器,从压控振荡器输入端得到解调输出。系统的框图如图５—19。当输入为调频波时，若环路滤波器的通频带设计得足够宽,能使鉴相器的输出解调电压顺利通过，而环路的捕获带又大于输入调频波的最大频偏，则VCＯ就能精确地跟踪输入调频信号中反映调制规律的瞬时频率变化,产生具有相同调制规律的调频波,显然，只要ＶCO的频率掌握特性是线性的，ＶCＯ的掌握电压就是所需的不失真解调输出电压.假设输入解调信号，环路处于线性跟踪状态,且信号载频等于VCO自由振荡频率,则可得到输入图2-10调频解调器电路组成方框图相位现以VＣO掌握电压作为输出，那么可先求得环路的输出相位,再依据VCO掌握特性,不难求得解调输出.设锁相环的闭环频率响应为H(ＪΩ），则输出相位为因而解调输出电压为解调输出是调制信号经过滤再乘以常数。在解调电路中,为了实现不失真解调,环路的捕获带必须大于输入调频信号的最大频偏，环路的带宽必须大于输入调频信号的频谱宽度。解调器的实验框图如图２－11所示.图2—1１解调器实验框图3实验仿真图3-1锁相环调频实验电路图图3—２锁相环调频仿真图图３—3锁相环鉴频电路图图３—4锁相环鉴频仿真图4PＣB制作４。1用Pｒotｅl绘制ＣLK的PCB电路。１电路原理图设计图４—1电路原理图选取元件从元件库中把各个元件找到，放在设计图纸中。摆放元件。移动元件:用鼠标左键点中元件，并按住不放，然后移动元件。元件的旋转:就是转变元件的放置方向。用鼠标左键点中元件后,按住不放，此时可用一下功能键，就可实现元件的旋转.SPACE键:让元件作90度的旋转。X键：使元件左右对调，即以是自光标为轴作为水平对调。Y键:使元件上下对