基本鎖相環(huán)鎖相式數(shù)字頻率合成器系統(tǒng)實驗

1、會計學(xué)1基本鎖相環(huán)鎖相式數(shù)字頻率合成器系統(tǒng)基本鎖相環(huán)鎖相式數(shù)字頻率合成器系統(tǒng)實驗實驗第1頁/共15頁2006-11-2實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?. 加深對基本鎖相環(huán)工作原理的理解加深對基本鎖相環(huán)工作原理的理解2. 熟悉鎖相式數(shù)字頻率合成器的電路組成與工作原理熟悉鎖相式數(shù)字頻率合成器的電路組成與工作原理第1頁/共14頁第2頁/共15頁2006-11-2實驗設(shè)備實驗設(shè)備1. 實驗儀器儀表實驗儀器儀表+5V穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源一臺一臺示波器示波器一臺一臺信號發(fā)生器（頻率計）信號發(fā)生器（頻率計）一臺一臺通信實驗系統(tǒng)實驗箱通信實驗系統(tǒng)實驗箱一只一只2. 實驗所用芯片實驗所用芯片4046（鎖相環(huán)）芯片（鎖相環(huán)）芯片M

2、C14522可預(yù)置可編程二可預(yù)置可編程二/十進制計數(shù)器十進制計數(shù)器第2頁/共14頁第3頁/共15頁2006-11-2實驗電路原理實驗電路原理4046（鎖相環(huán)）芯片（鎖相環(huán)）芯片相位比較器相位比較器I I相位比較器相位比較器IIIIVCOVCO振蕩跟隨器振蕩跟隨器相位比較器相位比較器I（電平控制）（電平控制）相位比較器相位比較器II（上升沿控制）上升沿控制）VCO（壓控振蕩器）（壓控振蕩器）分頻器分頻器環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器第3頁/共14頁第4頁/共15頁2006-11-2實驗電路原理實驗電路原理相位比較器相位比較器I第4頁/共14頁第5頁/共15頁2006-11-2實驗電路原理實驗電路原理相位比

3、較器相位比較器II第5頁/共14頁第6頁/共15頁2006-11-2實驗電路原理實驗電路原理開關(guān)開關(guān)K401K401選擇參考源選擇參考源接接1-21-2：外部時鐘：外部時鐘接接2-32-3：內(nèi)部時鐘：內(nèi)部時鐘SW404SW404調(diào)整濾波器調(diào)整濾波器保持為保持為1101001011010010TP403TP402TP401SW401SW401SW402SW402SW403SW403開關(guān)開關(guān)K402K402保持接保持接1-21-2第6頁/共14頁第7頁/共15頁2006-11-2實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容一、基本鎖相環(huán)實驗一、基本鎖相環(huán)實驗1.觀察同步：觀察同步：SW401和和SW402置為置為000，SW

4、403置為置為001；按下；按下K2、K100、K400；按；按“開始開始”和和“VCO”，直到顯示，直到顯示“4”；K402接接1-2，K401接接2-3，此時用信號源產(chǎn)生，此時用信號源產(chǎn)生50kHz的方波信號，在的方波信號，在TP401處觀察輸入波形，在處觀察輸入波形，在TP402處觀察處觀察VCO輸出波形。輸出波形。2.觀察跟蹤：在上述的基礎(chǔ)上改變信號源的輸出頻率，在觀察跟蹤：在上述的基礎(chǔ)上改變信號源的輸出頻率，在TP402TP402處處觀察輸出頻率。觀察輸出頻率。3.觀察捕捉：調(diào)節(jié)信號源輸出觀察捕捉：調(diào)節(jié)信號源輸出2MHz，調(diào)節(jié)信號源直至環(huán)路入鎖。，調(diào)節(jié)信號源直至環(huán)路入鎖。4.測試同步

5、帶和捕捉帶，計算帶寬：調(diào)節(jié)信號源輸出測試同步帶和捕捉帶，計算帶寬：調(diào)節(jié)信號源輸出50kHz，增加信號源輸出頻率直至環(huán)路失鎖，此時的輸入頻率即同步帶的最高頻率；增加信號源輸出頻率直至環(huán)路失鎖，此時的輸入頻率即同步帶的最高頻率；減小信號源輸出頻率直至環(huán)路鎖定，此時的輸入頻率即捕捉帶的最高頻率；減小信號源輸出頻率直至環(huán)路鎖定，此時的輸入頻率即捕捉帶的最高頻率；繼續(xù)減小輸入頻率直至環(huán)路失鎖，此時的輸入頻率即同步帶的最低頻率；繼續(xù)減小輸入頻率直至環(huán)路失鎖，此時的輸入頻率即同步帶的最低頻率；增加信號源輸出頻率直至環(huán)路鎖定，此時的輸入頻率即捕捉帶的最低頻率。增加信號源輸出頻率直至環(huán)路鎖定，此時的輸入頻率即捕

6、捉帶的最低頻率。第7頁/共14頁第8頁/共15頁2006-11-2實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容二、鎖相式數(shù)字頻率合成器實驗二、鎖相式數(shù)字頻率合成器實驗1.在在TP401處測量內(nèi)部時鐘的頻率處測量內(nèi)部時鐘的頻率2.在在TP402處測量處測量Uv的頻率的頻率3.測量頻率合成器輸出信號的波形（測量頻率合成器輸出信號的波形（TP403處）處）4.檢查輸出頻率的置換功能檢查輸出頻率的置換功能依次改變依次改變SW401SW403的狀態(tài)，觀察輸出頻率隨分頻比的變化規(guī)律的狀態(tài)，觀察輸出頻率隨分頻比的變化規(guī)律5.檢查最小最大分頻比檢查最小最大分頻比調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)SW401SW403，觀察滿足分頻關(guān)系式的最大和最小分頻比，觀察滿足

7、分頻關(guān)系式的最大和最小分頻比第8頁/共14頁第9頁/共15頁2006-11-2原始數(shù)據(jù)要原始數(shù)據(jù)要求求1.記錄觀察同步、跟蹤和捕捉過程時的各三組輸入輸出頻率值記錄觀察同步、跟蹤和捕捉過程時的各三組輸入輸出頻率值2.原始數(shù)據(jù)記錄同步帶和捕捉帶的上下限頻率值原始數(shù)據(jù)記錄同步帶和捕捉帶的上下限頻率值3.原始數(shù)據(jù)記錄不同分頻比下的頻率值原始數(shù)據(jù)記錄不同分頻比下的頻率值4.原始數(shù)據(jù)記錄最大最小分頻比原始數(shù)據(jù)記錄最大最小分頻比第9頁/共14頁第10頁/共15頁2006-11-2實驗報告要實驗報告要求求1.簡略講述數(shù)字鎖相環(huán)的原理及其在頻率合成上的應(yīng)用依據(jù)簡略講述數(shù)字鎖相環(huán)的原理及其在頻率合成上的應(yīng)用依據(jù)2

8、.給出基本鎖相環(huán)和數(shù)字頻率合成器的原理框圖給出基本鎖相環(huán)和數(shù)字頻率合成器的原理框圖3.分析實驗所觀察到的同步、跟蹤和捕捉過程分析實驗所觀察到的同步、跟蹤和捕捉過程4.計算同步帶寬和捕獲帶寬，并比較兩者計算同步帶寬和捕獲帶寬，并比較兩者5.根據(jù)實驗結(jié)果給出分頻比和輸出頻率的關(guān)系式根據(jù)實驗結(jié)果給出分頻比和輸出頻率的關(guān)系式6.完成思考題完成思考題2：在基本鎖相環(huán)電路中，若要擴大捕捉帶，可采用：在基本鎖相環(huán)電路中，若要擴大捕捉帶，可采用什么措施？什么措施？第10頁/共14頁第11頁/共15頁2006-11-2實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?. 加深對基本鎖相環(huán)工作原理的理解加深對基本鎖相環(huán)工作原理的理解2. 熟悉鎖

9、相式數(shù)字頻率合成器的電路組成與工作原理熟悉鎖相式數(shù)字頻率合成器的電路組成與工作原理第11頁/共14頁第12頁/共15頁2006-11-2實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容二、鎖相式數(shù)字頻率合成器實驗二、鎖相式數(shù)字頻率合成器實驗1.在在TP401處測量內(nèi)部時鐘的頻率處測量內(nèi)部時鐘的頻率2.在在TP402處測量處測量Uv的頻率的頻率3.測量頻率合成器輸出信號的波形（測量頻率合成器輸出信號的波形（TP403處）處）4.檢查輸出頻率的置換功能檢查輸出頻率的置換功能依次改變依次改變SW401SW403的狀態(tài)，觀察輸出頻率隨分頻比的變化規(guī)律的狀態(tài)，觀察輸出頻率隨分頻比的變化規(guī)律5.檢查最小最大分頻比檢查最小最大分頻比調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)SW401SW403，觀察滿足分頻關(guān)系式的最大和最小分頻比，觀察滿足分頻關(guān)系式的最大和最小分頻比第12頁/共14頁第13頁/共15頁2006-11-2實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容二、鎖相式數(shù)字頻率合成器實驗二、鎖相式數(shù)字頻率合成器實驗1.在在TP401處測量內(nèi)部時鐘的頻率處測量內(nèi)部時鐘的頻率2.在在TP402處測量處測量Uv的頻率的頻率3.測量頻率合成器輸出信號的波形（測量頻率合成器輸出信號的波形（TP403處）處）4.檢查輸出頻率的置換功能檢查輸出頻率的置換功能依次改變依次改變SW401SW403的狀態(tài)，觀