上海科学技术职业学院公 实验一十八锁相环路构成的调频解调器 1.实验目的 2.实验仪器 3.实验原理 4.实验内容 5.思考题
1.实验目的 2.实验仪器 3.实验原理 4.实验内容 5.思考题 上海科学技术职业学院
返回 上海科学技术职业学院 实验目的 1.了解用锁相环构成调频波解调器 的原理。 2.通过实验了解并掌握锁相环路同 步带与捕捉带的实际意义，同时进一 步理解同步带与捕捉带之间的关系与 区别
1．了解用锁相环构成调频波解调器 的原理。 2．通过实验了解并掌握锁相环路同 步带与捕捉带的实际意义，同时进一 步理解同步带与捕捉带之间的关系与 区别。 实验目的 返回 上海科学技术职业学院
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1．YB4325双踪示波器 2．EE1643函数信号发生器/频率 计 3．万用表 4．实验板G5 实验仪器 返回 上海科学技术职业学院
返回 上海科学技术职业学院 实验原理 锁相环路是一种以消除频率误差为目的的自动 控制电路，但它不是直接利用信号的频率误差， 而是利用信号的相位误差去消除频率误差。 锁相环路的基本组成如图28-1所示，它是由 鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成的闭合环 路。鉴相器是相位比较部件，它能够检出两个输 入信号之间的相位误差。我们知道，当两个正弦 信号的频率相等，则这两信号之间的相位差必保 持恒定，反之，如能保持两信号之间的相位差恒 定，则此两信号频率必相等
锁相环路是一种以消除频率误差为目的的自动 控制电路，但它不是直接利用信号的频率误差， 而是利用信号的相位误差去消除频率误差。 锁相环路的基本组成如图28-1所示，它是由 鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成的闭合环 路。鉴相器是相位比较部件，它能够检出两个输 入信号之间的相位误差。我们知道，当两个正弦 信号的频率相等，则这两信号之间的相位差必保 持恒定，反之，如能保持两信号之间的相位差恒 定，则此两信号频率必相等。 实验原理 返回 上海科学技术职业学院
返回 上海科学技术职业学院 锁相环路就是利用两个信号之间的相位误差，来控制压控振荡 器输出信号的频率，最终使两个信号之间的相位保持恒定，从而达 到两个信号频率相等的目的。 锁相环路根据初始状态的不同有两种自动调节过程。若环路初 始状态是失锁的，通过自身的调节，使压控振荡器振荡频率逐渐 向输入信号频率靠近，当达到一定程度后，环路即能进入锁定，这 种由失锁进入锁定的过程，称为锁相环路的捕捉过程。相应地能够 由失锁进入锁定的最大输入信号频率差称为环路捕捉带，常用 △wp表示。 若环路初始状态是锁定的，因某种原因使输入信号频率发生变 化，环路通过自身的调节维持锁定状态，此过程称为跟踪过程。相 应地能够保持跟踪的输入信号的最大频率范围，称为同步带（又称 跟踪带)，常用△ωH表示 利用锁相环路无误差的频率跟踪和良好的窄带滤波特性，可以 实现多种特定的功能，锁相鉴频就是其中的一种
锁相环路就是利用两个信号之间的相位误差，来控制压控振荡 器输出信号的频率，最终使两个信号之间的相位保持恒定，从而达 到两个信号频率相等的目的。 锁相环路根据初始状态的不同有两种自动调节过程。若环路初 始状态是失锁的， 通过自身的调节，使压控振荡器振荡频率逐渐 向输入信号频率靠近，当达到一定程度后，环路即能进入锁定，这 种由失锁进入锁定的过程，称为锁相环路的捕捉过程。相应地能够 由失锁进入锁定的最大输入信号频率差称为环路捕捉带，常用 Δωp表示。 若环路初始状态是锁定的，因某种原因使输入信号频率发生变 化，环路通过自身的调节维持锁定状态，此过程称为跟踪过程。相 应地能够保持跟踪的输入信号的最大频率范围，称为同步带（又称 跟踪带），常用ΔωH表示 利用锁相环路无误差的频率跟踪和良好的窄带滤波特性，可以 实现多种特定的功能，锁相鉴频就是其中的一种。 返回 上海科学技术职业学院
返回 上海科学技术职业学院 调频信号的锁相解调电路如图28-2所示。当输入为调 频信号时，环路锁定后，压控振荡器的振荡频率就能精确 地跟踪输入信号的瞬时频率的变化，产生具有相同调制规 律的调频信号。显然，只要压控振荡器的频率控制特性是 调制信号，取出此信号，即实现了调频信号的解调。分析 证明，锁相鉴频可降低输入信噪比的门限值，有利于对弱 信号的接收。 本次实验利用PLL单片集成电路LM565构成锁相环路 频率解调电路，它具有外围电路简单、过程监测方便等优 点。不足之处乃是所能适应的输入信号频率较低，不能解 调较高载波频率的调频信号（通常小于100KHZ),这是 因为压控振荡器的工作频率不太高所致
调频信号的锁相解调电路如图28-2所示。当输入为调 频信号时，环路锁定后，压控振荡器的振荡频率就能精确 地跟踪输入信号的瞬时频率的变化，产生具有相同调制规 律的调频信号。显然，只要压控振荡器的频率控制特性是 调制信号，取出此信号，即实现了调频信号的解调。分析 证明，锁相鉴频可降低输入信噪比的门限值，有利于对弱 信号的接收。 本次实验利用PLL单片集成电路LM565构成锁相环路 频率解调电路，它具有外围电路简单、过程监测方便等优 点。不足之处乃是所能适应的输入信号频率较低，不能解 调较高载波频率的调频信号（通常小于100KHZ），这是 因为压控振荡器的工作频率不太高所致。 返回 上海科学技术职业学院
返回 上海科学技术职业学院 实验内容 1.调频信号的解调（实验电路见图28-3） (1)将G5实验板上所需的±5V插孔用短接线与电源转接板上相应 插孔连通，检查无误后可开启电源。 (2)用示波器探测电路板上“A”点波形，应为方波；仔细调整Rp, 使探测到的信号频率为50KHZ。 (3)将EE1643信号源设置为：主信号输出频率50KHZ、幅度 VPP（均为显示窗显示值)的正弦波；调制信号为1KHZ、 2VPP（示波器测量值)的正弦波；工作方式为内调频，将此 信号加到电路板的输入端“N”。 (4)用示波器探测电路板上“B”点波形，此即为解调输出信号。 请用双踪显示方式与调制信号进行比较。 (5)适当范围的改变调制信号的频率（0.5一5KHZ)与幅度 (0.5一5VPP),观察解调输出信号的变化
1.调频信号的解调（实验电路见图28-3） （1）将G5实验板上所需的±5V插孔用短接线与电源转接板上相应 插孔连通，检查无误后可开启电源。 （2）用示波器探测电路板上“A”点波形，应为方波；仔细调整Rp， 使探测到的信号频率为50KHZ。 （3）将EE1643信号源设置为：主信号输出频率50KHZ、幅度 1VPP（均为显示窗显示值）的正弦波；调制信号为1KHZ、 2VPP（示波器测量值）的正弦波；工作方式为内调频，将此 信号加到电路板的输入端“IN”。 （4）用示波器探测电路板上“B”点波形，此即为解调输出信号。 请用双踪显示方式与调制信号进行比较。 （5）适当范围的改变调制信号的频率（0.5—5KHZ）与幅度 （0.5—5VPP），观察解调输出信号的变化。 实验内容 返回 上海科学技术职业学院
返回 上海科学技术职业学院 2.锁相环路同步带和捕捉带的测量 (1)仍然维持压控振荡器输出（即电路板上“A”点波形)的信号 频率为50KHZ。 (2)将EE1643信号源设置为：主信号输出50KHZ、1VPP（均为 显示窗显示值)的正弦波；将此信号加到电路板的输入端“”。 (3)示波器设置为双踪显示，CH1探测“A”点波形，CH2探测 “IN"点波形，同步开关选择CH2;此时应能稳定显示二波形为 同频、等相位差。 (4)仔细并缓慢地调节信号源的频率调节旋钮（增加或减小）， 示波器显示的二波形将同步的变化，当频率变化到CH1所测波形 突然失步时，记下此时的信号频率。则高端失步频率与低端失步 频率之差即为同步带。 (5)维持上述状态，从高端失步频率（或低端失步频率)向降低 (或增加)方向缓慢地调节信号源的频率调节旋钮，观察示波器 显示的二波形，当频率变化到CH1所测波形突然与CH2波形同步 时，记下此时的信号频率。则高端同步频率与低端同步频率之差 即为捕捉带
返回 上海科学技术职业学院 2.锁相环路同步带和捕捉带的测量 （1）仍然维持压控振荡器输出（即电路板上“A”点波形）的信号 频率为50KHZ。 （2）将EE1643信号源设置为：主信号输出50KHZ、1VPP（均为 显示窗显示值）的正弦波；将此信号加到电路板的输入端“IN”。 （3）示波器设置为双踪显示，CH1探测“A”点波形，CH2探测 “IN”点波形，同步开关选择CH2；此时应能稳定显示二波形为 同频、等相位差。 （4）仔细并缓慢地调节信号源的频率调节旋钮（增加或减小）， 示波器显示的二波形将同步的变化，当频率变化到CH1所测波形 突然失步时，记下此时的信号频率。则高端失步频率与低端失步 频率之差即为同步带。 （5）维持上述状态，从高端失步频率（或低端失步频率）向降低 （或增加）方向缓慢地调节信号源的频率调节旋钮，观察示波器 显示的二波形，当频率变化到CH1所测波形突然与CH2波形同步 时，记下此时的信号频率。则高端同步频率与低端同步频率之差 即为捕捉带
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思考题 返回 上海科学技术职业学院 1.根据实验试简述调频信号锁相解 调电路的组成及工作原理。 2.请说明什么是锁相环路的同步带 和捕捉带？通过实验试叙述同步带 和捕捉带有何区别？