频率合成技术实验指导书-简化版

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1、成于大气，信达天下频率合成技术实验指导书成都信息工程学院电子工程学院制成于大气，信达天下目录实验1PLL参数测试11.1实验设置的意义11.2实验目的11.3实验原理11.3.1PLL锁相环频率合成器的基本组成11.3.2PLL锁相环频率合成器的基本参数21.4实验内容与测试21.4.1实验仪器设备21.4.2测量内容31.4.3测量方法与步骤31.5结果分析与实验报告5实验2PLL频率合成器实验62.1实验设置的意义62.2实验目的62.3实验原理62.4实验内容与测试122.4.1实验仪器设备122.4.2测量内容122.

2、4.3测量方法与步骤122.5结果分析与实验报告132.6实验注意事项13实验3函数发生器实验133.1实验设置的意义133.2实验目的133.3实验原理143.4实验内容与测试143.4.1实验仪器设备143.4.2测量内容143.4.3测量方法与步骤153.5结果分析与实验报告15I成于大气，信达天下实验1PLL参数测试1.1实验设置的意义锁相环（PLL）是一个能够跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统。它在无线电技术的各个领域得到了很广泛的应用，目前普遍应用在调制解调、频率合成、电视机彩色副载波提取、FM立体声解码等方面。随

3、着数字技术的发展，相应出现了各种数字锁相环路，它们在数字信号传输的载波同步、位同步、相干解调等方面发挥了重要的作用。锁相环路是一个闭环的相位控制系统，有几个基本的部分组成：鉴相器、VCO（压控振荡器）、环路滤波器。对它的研究需要首先建立完整的数学模型，继而以模型为基础，分析它在各种状态下的性能与指标，诸如跟踪、捕获、噪声的影响等等。在全面分析锁相环之前，先就锁相环的基本原理进行分析，了解锁相环的基本组成，分析各个组成部分的基本功能，以及对整个环路的影响，应用相关的测试方法，得到环路各个组成部分的性能参数，从而对整个锁相环系统有

4、个整体的理解和认识。本实验的设置可以使学生掌握锁相环频率合成器（PLL）的工作原理和基本组成，学习利用示波器和频谱仪对其性能进行测试，对开拓学生分析问题与解决问题的能力，以及培养学生利用现代测试仪表进行系统性能测试的能力，有重要的意义。1.2实验目的●了解锁相环的基本组成；●对锁相环的基本性能进行测试，测量VCO的压控灵敏度；●测试锁相环的开环增益和跟踪特性，并进行相关测试。1.3实验原理1.3.1PLL锁相环频率合成器的基本组成锁相技术是一种相位负反馈系统，它是通过比较输入信号和压控振荡器的输出信号的相位，取出与这两个信号的

5、相位差成正比的电压作为15成于大气，信达天下误差电压来控制振荡器的频率，达到使其与输入信号频率相等的目的。锁相环（PLL）由三个基本部件，即鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，如图1-1所示。图1-1锁相环的基本组成锁相环是一个传递相位的闭环反馈系统，系统的响应是对输入输出信号的信号（或频率）而言，而不是对它们的幅度。1.3.2PLL锁相环频率合成器的基本参数●压控灵敏度。●鉴相灵敏度。●环路开环增益●同步带和捕捉带的测量●固有频率和阻尼系数的测量1.4实验内容与测试1.4.1实验仪器设备实验用电路：1、CD4046原理图图1-9

6、CD4046原理图15成于大气，信达天下2、实验用设备直流电源、万用表、示波器。1.4.2测量内容1、测量压控灵敏度。2、测量环路开环增益3、锁相环的同步特性的测量1.4.3测量方法与步骤1、测试电路布局图1-10测试电路布局电源要求：+15V、—15V。注：电路进行测试前，一定保证直流电源输出正确。2、压控灵敏度Ko的测量表1：VCO1的压控灵敏度测量T1端电压（V）T2端VCO1输出频率（kHz）实验步骤：首先，调节直流电源，使电源输出满足系统要求。然后，打开电源，并观察测试系统中电源指示灯是否亮，如果没有亮，说明电源有故

7、障。检查电源电路。15成于大气，信达天下用万用表测量VCO1调谐输入电压。测试电路中的T1端子，并记录在表1中。同时用示波器测量T2输出端子的频率。其中，T2端子是VCO1的输出端。记录下频率，并填写在表1中。旋转电位器R11，得到一组T1端子的电压读数，通知记录下相应的T2端子的频率，分别填写在表1中的相应的位置。最后，绘出电压——频率的曲线，曲线的斜率即为压控灵敏度Ko的数值。3、鉴相灵敏度（Kφ）的测量图1-11开环增益测量示意图当鉴相器比较两同相信号时，UF=0，VC0振荡于fmin;当鉴相器比较两反相信号时，UF=V

8、DD，VCO振荡于fmax。在理想情况下，Kφ=2(fmax-fmin)。因此，根据上图的原理，通过改变两个输入信号的相位关系，达到同相和反相，从而得到两个频率，记录测试数据，可以计算出开环增益的大小。实验步骤：1）、打开直流电源；2）、把VCO2控制部分的开关2，打在“开环