实验一 模拟锁相环实验

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1、实验一模拟锁相环实验一、实验原理模拟锁相环模块在通信原理综合实验系统中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。二、实验仪器及数量1.JH5001通信原理综合实验系统一台2.20MHz双踪示波器一台3.函数信号发生器一台三、实验目的1.熟悉模拟锁相环的基本工作原理2.掌握模拟字锁相环的基本参数及设计四、实验内容准备工作：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）用函数信号发生器从测试信号输入端口J007送入

2、一个256KHz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：实验结论：由图可知，当KP01设置于2_3（右端）时，即选择三态门鉴相输出。测试信号（图中1路信号）和经过锁相环后的输出信号（图中2路信号）的上升沿保持同步。两路信号同相，不存在相位差。实验分析：当三态门鉴相输出环路锁定时，A、B两脚信号经UP01内部鉴相器鉴相产生误差控制信号，经环路滤波器滤波送入UP01的压控振荡器输入端，来调节输出信号的相位变化，直至两路信号不存在相位差。因此P03与TPP05的输出信号之间不存在

3、相位差。（2）将鉴相输出开关KP01设置在1_2位置（左端），重复上述测量步骤。环路锁定该两信号将存在相差。实验结果：实验结论：由图可知，当KP01设置于1_2（左端）时，即选择异或门鉴相输出。测试信号（图中1路信号）和经过锁相环后的输出信号（图中2路信号）的上升沿不同步。两路信号不同相，存在相位差。实验分析：选择异或门鉴相输出方式，环路锁定时TPP03、TPP05的输出信号之间存在一定的相位差。2.环路锁定过程观测用函数信号发生器从测试信号输入端口J007送入一个256KHz的TTL方波信号。用示波器同时观测TPP03、TPP05的相位关系，测量时用TPP03同

4、步；反复断开和接入测试信号，让锁相环进行重新锁定状态。此时，观察它们的变化过程（锁相过程）。实验结果：实验结论：反复断开和接入测试信号过程中：在断开的时间段内，两路波形十分不稳定，处于失锁状态；在接入的时间段内，两路信号由不稳定变为稳定，且无相位差，出现锁定状态。实验分析：该锁相过程，以TPPO3（图中1路信号）作为同步信号，多次观察，在接入时可以看出2路信号的相位不断变化，直至与1路信号同相。实验说明：波形由不稳定变为稳定的过程十分迅速，需要仔细观察。利用示波器截图比较困难。直接观察可以看出2路信号的相位的调整过程。3.锁定检测信号观测将跳线器KP01设置在2_

5、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。实验结果：（1）锁定状态实验结果：由图可知，锁定状态下的输出信号是一条高于零点的平行横轴的直线，即电压的幅值变化为零，此时电压的最大值为5.00V。实验分析:此时锁相环处于锁定状态。实验说明：此图为拉大横轴时间条件下的观察，可以很清晰的看出波形的毛刺。原因可能是是仪器自身的精确度和外界的干扰。（2）失锁状态实验结果：由图可知，锁定状态下的输出信号不是平行横

6、轴的直线，即电压的幅值变化很大，在两个幅值之间反复跳动，此时电压的峰峰值为5.08V。实验分析:此时锁相环处于失锁状态。实验说明：此图也为拉大横轴时间条件下的观察，可以很清晰的看出波形跳变的规律。4.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

7、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。实验结果：（一）（二）实验结论：（1）步骤中，如图（一）。观察示波器上的两路信号波形稳定。1路信号（J007）的周期是2路信号（TPP04）的周期的2倍。两信号的上升沿保持同步，说明两路信号此时相位同步；（2）（3）步骤中，缓慢增加或降低频率导致2路信号的不同步和不稳定。实验分析：当输入信号的频率缓慢增加或降低而偏离锁定时的频率，当超出一定的变化范围时，会导致输出信号与输入信号不同步（失步）。这个范围的取值为同步带。实验测量：（2）（3）失步前的频率分别为302.9KHZ、12

8、7.8KH