数字锁相环实验报告

模拟锁相环模块

信息工程学院08级电子班 安艳芳 0839107

一、 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

二、实验仪器

JH5001通信原理综合实验系统（一台）、20MHz双踪示波器（一台）、函数信号发生器（一台）

三、实验原理和电路说明

锁相的重要性：在电信网中，同步是一个十分重要的概念。其最终目的使本地终端时钟源锁定在另一个参考时钟源上。同步的技术基础是锁相，因而锁相技术是通信中最重要的技术之一

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，如HDB3接收的同步时钟及后续电路同步时钟。

f0=256KHz64KHzUP04UP03BUP02UP01512KHz分频器4分频器8HDB3环路滤波器放大器图2.1.1 模拟锁相环组成框图TPP02TEST跳线器KP02VCOTPP03TPP06TPP04TPP05256KbitpsTPP07带通滤波器TPP01UP03A64KHz

该模块主要由模拟锁相环UP01（MC4046）、数字分频器UP02（74LS161）、D触发器UP04（74LS74）、环路滤波器和由运放UP03（TEL2702）及阻容器件构成的输入带通滤波器（中心频率：256KHz）组成。因来自发端信道的HDB3码为归零码，归零码中含有256KHz时钟分量，经UP03B构成中心频率为256KHz有源带通滤波器后，滤出256KHz时钟信号，该信号再通过UP03A放大，然后经UP04A和UP04B两个除二分频器（共四分频）变为64KHz信号，进入UP01鉴相输入A脚；VCO输出的512KHz输出信号经UP02进行八分频变为64KHz信号，送入UP01的鉴相输入B脚。经UP01内部鉴相器鉴相之后的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；WP01可以改变模拟锁相环的环路参数。正常时，VCO锁定在外来的256KHz频率上。

72 实验十六 FSK调制解调实验

【实验目的】

加深理解FSK调制工作原理及电路组成。

加深理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。

【实验环境】

双踪示波器

通信原理实验箱

【实验原理】

（一） FSK调制电路工作原理

图1 FSK调制电原理框图

CLK电路D/AD/A模拟开关相加器FSK解调（4046锁相环解调）整形输出伪随机码输出开关门CPU中央集中控制处理器单元32KHz方波16KHz方波2KHz伪随机码8KHz方波K901K902K903K9041327404FSK调制输出111222TP901TP902TP903TP904TP905TP906TP907TP908TP909TP91032KH选频输出时钟73

图2 FSK调制电路原理图

54321DCB213E90147uFR90222KR90133KBG9019013BG9029013R903620L9016.8mHR90433KC9015100PW901103E90247uFR90522KR906620+12VTP901E90547uFTP905TP90332K213E90347uFR90822KR90733KBG9039013BG9049013R909620L9028.2mHR91033KC902153W902103E90447uFR91122KR912620+12VTP902E90647uFTP906TP90416KR9213K4066U901:BU901:A4066U904:A74LS04213PN2KDKK9043PIN3PINK9013PINK9021213TP9071212101174 数字调频又可称作移频键控(FSK)，它是利用载频频率变化来传递数字信息。这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能较强，因此在中低速数据传输系统中得到了较为广泛的应用。本实验电路中，载频频率经过本实验电路分频而得到的两个不同频率的载频信号，则为相位连续的数字调频信号。图1为 FSK调制器原理框图。图2为 FSK调制器电路图。

1 锁相环路

主要内容：

 模块介绍

 项目训练

1、模块介绍

1.1 锁相环路基本工作原理

图6-1 锁相环路的基本组成框架

鉴相器（PD）：用以比较iu、ou相位， 输出反映相位误差 的电压()Dut。

环路滤波器（LF）：用以滤除误差信号中的高频分量和噪声，提高系统稳定性。

压控振荡器（VCO）：在()Cut控制下输出相应频率of。

图6-2 oU与iU的频率和相位之间的关系

两个正弦信号的频率和相位之间的关系如图6-2所示，若能保证两个信号之间的相位差恒定，则这两个信号的频率必相等。

若io，则称电路处于失锁状态，()iut和()out之间产生相位变化，鉴相器

2 输出误差电压()Dut，它与瞬时误差相位成正比，经过环路滤波，滤除了高频分量和噪声而取出缓慢变化的电压()Cut，控制VCO 的角频率o，去接近i。最终使io，相位误差为常数，环路锁定，这时相位误差称为剩余相位误差或稳态相位误差。

1. 2 锁相环路的相位模型及性能分析

一、鉴相器(PD)

设压控振荡器的输出电压为

)(cos)(o0oomottUtu

ωo0 是压控振荡器未加控制电压固有振荡角频率，

o(t)是以ωo0为参考的瞬时相位，

环路输入电压为)sin()(iimitUtu，

其相位可改写为)()(io0o0io0ittttt，

则()iut与()out之间的瞬时相位差为)()()(oiettt，

设鉴相器具有正弦鉴相特性，则)(sin)(edDtAtu。

二、压控振荡器(VCO)

在cu= 0 附近，控制特性近似线性：

oo0oc()()tAut

o rad/(s)AV式中，是控制灵敏度（增益系数），单位

可见压控振荡器是一个理想的积分器，将积分符号用微分算子p=d/dt 的 倒数表示，则得

北京邮电大学实验报告

实 验 报 告

题目：基于TIMS通信原理实验报告

AM信号的调制与解调

2014年12月 北京邮电大学实验报告

一、 实验目的

1、 了解连续相位2FSK信号的产生和实现方法。

2、 测量连续相位2FSK信号的波形以及功率谱。

3、 了解用锁相环进行2FSK信号解调的原理以及实验方法。

二、 实验原理

2FSK是用二进制数字基带信号去控制正弦载波频率，传号和空号载波频率分别为 和 。本实验产生的是相位连续2FSK。

以双极性不归零码为调制信号，对载波进行FM得到连续相位2FSK，表达式为：2()cos[22()]tFSKcfstAftKbd

其带宽可以用卡松公式近似为：

22(1)FSKfbBR

其中 为主瓣带宽。

用VCO作为调频器来产生相位连续的2FSK框图如下图所示:

连续相位2FSK信号解调可以采用锁相环解调，原理框图如下图所示: 北京邮电大学实验报告

三、 实验步骤

1、连续相位2FSK信号的产生

（1）单独测试VCO压控灵敏度。

a.首先将VCO模块的Vin输入端接地，调节VCO模块前面板上的f0旋钮，使VCO中心频率为100kHz。

b.将可变直流电源模块的直流电压输入于VCO的Vin端。改变直流电压值，测量VCO的中心频率随直流电压的变化情况，调节VCO前面板上的GAIN旋钮，使VCO在输入直流电压为±2V时的频偏为±2kHz，即压控灵敏度为1kHz/V。

（2）按图连接各模块，序列发生器的时钟频率为2.083kHz。

本实验要求只调制不解调。

四、 实验结果

2FSK波形如下： 北京邮电大学实验报告

如图，清晰明了且正确的2FSK波形出现。

五、 实验讨论（思考题）

实验步骤的第一步一定要重视，很多时候，波形不正确就是因为vco调控不当。

六、 实验总结

此次试验由于不需要解调，只做调制实验，所以我们就心平气和的一步步稳稳的做，最终保证了实验的顺利和实验结果的完美程度。