锁相调频与鉴频实验报告

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为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锁相调频与鉴频实验报告　　7实验11锁相调频与鉴频实验　　一、实验目的　　1.掌握锁相环的基本概念。　　2.了解集成电路CD4046的内部结构和工作原理。　　3.掌握由集成锁相环电路组成的频率调制电路/解调电路的工作原理。　　二、预习要求　　1.复习反馈控制电路的相关知识。2.锁相环路的工作原理。　　三、实验仪器　　1.高频信号发生器2.频率计3.双踪示波器4.万用表　　5.实验板GPMK8　　四、锁相环的构成和基本原理锁相环的基本组成　　图11-1是锁相环的基本组成方框图，它主要由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成。　　图11-1锁相环的基本组成　　①压控振荡器　　VCO是本控制系统的控制对象，被控参数通常是其振荡频率，控制信号为加在VCO上的电压。所谓压控振荡器就是振荡频率受输入电压控制的振荡器。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　②鉴相器　　PD是一个相位比较器，用来检测输出信号V0与输入信号Vi之间的相位差?(t)，并把?(t)转化为电压Vd(t)输出，Vd(t)称为误差电压，通常Vd(t)作为一直流分量或一低频交流量。　　③环路滤波器　　LF作为一低通滤波电路，其作用是滤除因PD的非线性而在Vd(t)中产生的无用组合频率分量及干扰，产生一个只反映?(t)大小的控制信号VC(t)。　　4046锁相环芯片包含鉴相器和压控振荡器两部分，而环路滤波器由外接阻容元件构成。　　锁相环锁相原理目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　锁相环是一种以消除频率误差为目的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差。按照反馈控制原理，如果由于某种原因使VCO的频率发生变化使得与输入频率不相等，这必将使VO(t)与Vi(t)的相位差?(t)发生变化，该相位差经过PD转换成误差电压Vd(t)。此误差电压经过LF滤波后得到Vc(t)，由Vc(t)去改变VCO的振荡频率，使其趋近于输入信号的频率，最后达到相等。环路达到最后的这种状态就称为锁定状态。当然由于控制信号正比于相位差，即Vd(t)正比于?，因此在锁定状态，?不可能为零，换言之，在锁定状态VO(t)与Vi(t)仍存在相位差。虽然有剩余相位误差存大，但频率误差可以降低到零，因此环路锁定时，压控振荡器输出频率FO与外加基准频率Fi相等，即压控振荡器的频率被锁定在外来参考频率上。同频带与捕捉带　　同步带是指从环路锁定开始，改变输入信号的频率fi，直到环路失锁，这段频率范围称为同步带。　　捕捉带是指锁相环处于一个固有的自由振荡频率fV，即处于失锁状态，当从高端慢慢减小外加输入信号频率fi，直到环路锁定，此时外加输入信号频率fimax就是同步带的最高频率。当从低端慢慢增加外加输入信号频率，直到环路锁定，此时外加输入信号频率fimin就是捕捉带的最低频率。捕捉带为fimax-fimin。　　五、实验电路说明　　调频是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率，既使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调。　　本实验是用CD4046数字集成锁相环来实现调频/解调的。有关数字集成锁相环CD4046的内部构成和工作原理请参阅相关内容的书籍。　　锁相环的结构框图及引出端功能图如下图所示。　　PCPoutPC1out　　目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　16VDD15ZENER14SINGin13PC2out　　COMPinVCOoutINHC1A　　CD4046　　12R211R110SFout9　　VCOin　　C1BVss　　1.用锁相环构成的调频/解调电路．锁相环调频原理　　调频波输出　　(3)鉴相器　　PID(14)　　载波　　高频信号放大器　　LM318　　CD4046　　(4)压控振荡器　　VCO(9)加法器uA741　　调制信号　　(2)低通滤波器R5C2锁相环调频电路原理框图　　注：由于载波信号频率相对于调制信号频率高的多，故载波信号频率称为所谓的高频，而调制信号频率则相对应的称为低频。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　将调制信号加到压控振荡器的控制端，使压控振荡器的输出频率f0上下）随调制信号的变化而变化，于是生成了调频波。　　当载波频率与压控振荡频率相近时，载波频率与压控振荡器的振荡频率锁定。低通滤波器只保证压控振荡器中心振荡频率与载波频率锁定时所产生的相位误差电压通过，该电压与调制信号同经加法器，用以控制压控振荡器的频率，从而获得与载波频率具有同样频率稳定度的调频波。．锁相环解调原理　　锁相环解调电路原理框图　　调频波与压控振荡器的输出被送入鉴频器，经鉴相获得变化着的相位误差电压，该误差电压通过低通滤波器被滤掉其高频成份，继而获得随调制信号频率变化而变化的信号，经跟随器得到解调信号，从而实现了解调过程。　　2.锁相环振荡频率f0、同步带与捕捉带的测量方法。．自振频率f0的测量　　用示波器观测⑷脚的输出波形，用频率计测量自振频率f0。．锁定的判断　　⒁脚输入方波信号，用示波器观察⑵脚的波形，如锁定，可得到一目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　个稳定的矩形脉冲；若⒁脚输入信号频率与压控振荡器的振荡频率相等，则⑵脚输出为稳定地两倍频方波信号。．同步带宽和捕捉带宽的测量⒁脚输入一个方波信号，其频率与f0相同。　　?改变⒁脚输入信号频率，使频率逐渐降低，直至⑷脚输出方波刚好不稳定时，　　环路进入失锁状态，该点频率定义为同步带的下限频率“f1”。　　?改变⒁脚输入信号频率，由f1开始频率逐渐增加，直至⑷脚输出方波刚好再次稳定时，　　环路进入锁定状态，该点频率定义为捕捉带的下限频率“f2”。?改变⒁脚输入信号频率，由f2开始频率逐渐增加，直至⑷脚输出方波刚好再次不稳定时，　　环路进入失锁状态，该点频率定义为同步带的上限频率“f4”。　　?改变⒁脚输入信号频率，由f4开始频率逐渐降低，直至⑷脚输出方波刚好稳定时，环路　　进入锁定状态，该点频率定义为捕捉带的上限频率“f3”。　　由以上可计算出：　　同步带　　同步带宽为：f4-f1　　捕捉带　　捕捉带宽为：f3-f2f0f3f4f1f23.实验电路说明目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　相关概念前面已分析清楚。这里需要说明的是当要测量压控振荡器的自振频率时，必须先将IN1短路，当要测量压控振荡器的同步带和捕捉带时，必须将IN2短路。由于电路是环路锁相，改变滤波器参数既可改变VCO的自振频率，因此调节RP1或RP2可改变VCO的自振频率。当改变C3、C4、R11、R12、R13、R14也可在较大范围内改变VCO的输出频率。　　六、实验内容与步骤　　1.调频锁相环部分的测试．锁相环自振频率f0的测量　　将IN1、IN2分别对地短路，调节电位器RP1至适中位置，测量D端直流电压，用示波器观察锁相环输出OUT1端的波形。记录波形特性、频率、幅度，填入下表。　　观察压控振荡器输入D端的波形，将测量结果填入下表。　　．锁定的判断　　将信号发生器输出的方波信号加到载波输入IN1端，用双踪示波器同时观测锁相环OUT1端和A端的波形。如波形稳定表示频率被锁定。改变信号发生器的输出信号频率，可发现在较大范围内锁相环均能锁定。记录测量结果。　　思考：当频率锁定时，观测OUT1端和B端出现什么现象？如何解释？．测量同步带宽和捕捉带宽　　观测A端和OUT1端，改变信号发生器的输出频率?调节载波信号频率，由自振频率f0开始逐渐缓慢降低，直至波　　形抖动，记录此时的载波输入信号频率f1。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　?调节载波信号频率，由f1开始逐渐缓慢增加，直至波形不抖动，　　记录此时的载波输入信号频率f2。　　?调节载波信号频率，由f2开始逐渐缓慢增加，直至波形抖动，　　记录此时的载波输入信号频率f4。　　同步带宽=f4-f1　　?调节载波信号频率，由f4开始逐渐缓慢降低，直至波形不抖动，　　记录此时的载波输入信号频率f3。捕捉带宽=f3-f22.解调部分的测试．锁相环自振频率的测量　　调节电位器RP2至适中位置，测量G端直流电压，用示波器观察锁相环输出E端的波形。　　．锁定的判断　　将信号发生器输出的方波信号加到载波输入IN1端，　　苏州工业园区职业技术学院　　毕业设计　　课题名称：基于锁相环路的调频鉴频器　　专业名称：　　姓名：　　学号：班级：电子02305　　指导教师：李红益　　XX年05月30日目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　苏州工业园区职业技术学院　　毕业设计任务书　　系部：电子工程系　　锁相环路是一个闭环的自动相位控制系统。它在现代电子系统中有广泛的应用。这次毕业设计我介绍了调频、鉴频电路，锁相环电(来自:写论文网:锁相调频与鉴频实验报告)路，常用的4046芯片。　　在这篇文章中我主要分析了锁相调频电路和锁相鉴频电路，这两个电路都用了4046这个芯片，文章中我也仔细的介绍了4046的引脚和内部原理框图。　　关键词：　　锁相环调频鉴频CD4046　　一、引言···································································································1　　二、调频、鉴频的原理················································································1目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　调频原理·······················································································1　　鉴频原理·······················································································2　　三、锁相环电路··························································································2　　锁相环路主要特点··············································································2目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　锁相环路的跟踪特性···········································································3　　锁相环路的工作原理···········································································3　　锁相环路的基本特性········································································3　　四、CD4046的工作原理···················································································3　　引脚功能··························································································3目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　CD4046内部电原理框图·····································································4　　五、锁相调频、鉴频电路··················································································6　　锁相调频电路····················································································6目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　锁相鉴频电路····················································································7结束语·······································································································8参考文献····································································································9　　*********************　　本科毕业论文　　院系　　专业题目变容二极管调频和锁相环鉴频年级大四学号　　学生姓名　　指导教师　　论文提交日期　　摘要　　本次设计采用变容二极管接入LC谐振回路来实现调频，该电路的优点是振荡波形失真小，频偏较大，缺点是中心频率稳定性不够高。这个问题可以通过在LC振荡回路中接入晶体振荡器来改善。　　频率调制在无线电通信中有广泛的应用，相比于幅度调制，频率调制有更强的抗干扰能力和更宽的带宽。　　实现FM调制解调的方法很多，最常见的调频方法是用变容二极管调频。在本次设计中设计了变容二极管调频电路。使用锁相环可以实现鉴频，本文使用NE564锁相环芯片对调频信号进行解调，得到的解调信号和原始调制信号相同。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　关键字：变容二级管；调制解调；NE564　　ABSTRACT　　ThedesignusesavaractordiodetoachieveaccesstoLCresonantfrequency　　circuit,thecircuithastheadvantageofoscillationwaveformdistortion,frequencyoffsetgreaterdisadvantageisthecenterfrequencystabilityisnothighenough.ThisproblemcanbeaccessintheLCoscillatorcircuitcrystaloscillatorstoimprove.　　Frequencymodulationinradiocommunicationwithawiderangeofapplications,comparedtoamplitudemodulation,frequencymodulationhasastronger　　anti-interferenceabilityandwiderbandwidth.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　TherearemanywaystoachieveFMmodulationanddemodulation.ThemostcommonmethodistouseFMvaractordiode.Inthisprojectdesignedvaractordiodefrequencymodulationcircuit.Canbeachievedusingphase-lockedloopfrequencydiscriminator.ThisarticleusestheNE564PLLchipontheFMsignaldemodulation.Demodulatedreceivedsignalandthesameastheoriginalmodulationsignal　　Keywords:Varactordiode；ModulationDemodulation,；NE564　　目录　　引言............................................................-5-　　第一章调频振荡器...............................................-6-　　LC振荡器.................................................-6-　　电路的基本原理........................................-6-　　LC正弦波振荡器.......................................-7-　　调频电路..............................................-8-目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　RC振荡器.................................................-8-　　第二章变容二极管特性曲线测试..................................-10-　　概念.....................................................-10-　　原理.....................................................-10-　　曲线特性的测试...........................................-11-　　原理图...............................................-11-　　实验步骤.............................................-12-　　第三章调幅信号的解调..........................................-15-　　概述.....................................................-15-目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　检波电路的功能.......................................-15-　　检波电路的分类.......................................-15-　　锁相鉴频器的工作原理.....................................-15-　　NE/SE564模拟锁相环.....................................-16-　　NE564的描述.........................................-16-　　NE/SE564引脚图......................................-18-　　NE564芯片的特点.....................................-19-　　NE564设置...........................................-19-　　调制与解调...............................................-20-　　调制.................................................-20-目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　解调.................................................-20-结束语.........................................................-23-致谢...........................................................-24-参考文献.......................................................-25-　　引言　　“高频电路”课程已有近半个世纪的历史，它主要研究无线电发射机、接收机系统的组成、工作原理、性能分析及设计方法。随着电子信息技术的发展和教学改革的深入，“高频电路”课程的地位和作用也在不断变化，要求内容及体系不断更新。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　本毕业设计用于实现高频信号的调制解调过程。信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。高频信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。　　本文主要涉及三方面问题，第一章主要介绍调频震荡器，振荡器的介绍主要是为第二章变容二级管的特性曲线的测定打下基础。同时在变容二极管特性曲线测试电路中加入低频信号，产生调频信号，为第三章的解调作为铺垫。调频信号的解调主要用到CD4046和NE564锁相环，本毕业设计的第三章第三节主要对NE564作简单介绍。　　本人由于第一次接触毕业设计，不免有错误和不妥之处，希望老师给予指正。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。