實(shí)驗(yàn)一 鎖相環(huán)

1、實(shí)驗(yàn)一、模擬鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)0938038劉午09通信一班實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?.1熟悉模擬鎖相環(huán)的工作原理1.2掌握模擬鎖相環(huán)的基本參數(shù)及設(shè)計(jì)主要儀器：JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)20MHz雙蹤示波器2.3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)原理模擬鎖相環(huán)模塊在通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中可作為一個(gè)獨(dú)立的模塊進(jìn)行測(cè)試。在系統(tǒng)工 作中模擬鎖相環(huán)將接收端的256KHz時(shí)鐘鎖在發(fā)端的256KHz的時(shí)鐘上，來(lái)獲得系統(tǒng)的同步 時(shí)鐘，如HDB3接收的同步時(shí)鐘及后續(xù)電路同步時(shí)鐘。256K bitpsHDB3TESTKP02跳線器環(huán)路濾波器圖2.1.1 模擬鎖相環(huán)組成框圖該模塊主要由模擬鎖相環(huán)UP01 （MC4046）、數(shù)字分頻器UP02

2、（74LS161）、D觸發(fā)器 UP04 （74LS74）、環(huán)路濾波器和由運(yùn)放UP03 （TEL2702）及阻容器件構(gòu)成的輸入帶通濾波 器（中心頻率：256KHz）組成。在UP01內(nèi)部有一個(gè)振蕩器與一個(gè)高速鑒相器組成。鎖相 環(huán)模塊的框圖見(jiàn)圖2.1.1。因來(lái)自發(fā)端信道的HDB3碼為歸零碼，歸零碼中含有256KHz時(shí) 鐘分量，經(jīng)UP03B構(gòu)成中心頻率為256KHz有源帶通濾波器后，濾出256KHz時(shí)鐘信號(hào)， 該信號(hào)再通過(guò)UP03A放大，然后經(jīng)UP04A和UP04B四分頻后變?yōu)?4KHz信號(hào)，進(jìn)入U(xiǎn)P01 鑒相輸入A腳；VCO輸出的512KHz輸出信號(hào)經(jīng)UP02進(jìn)行八分頻變?yōu)?4KHz信號(hào)，送入 UP

3、01的鑒相輸入B腳。經(jīng)UP01內(nèi)部鑒相器鑒相之后的誤差控制信號(hào)經(jīng)環(huán)路濾波器濾波送 入U(xiǎn)P01的壓控振蕩器輸入端；正常時(shí)，VCO鎖定在外來(lái)的256KHz頻率上。模擬鎖相環(huán)模塊各跳線開(kāi)關(guān)功能如下：1、跳線開(kāi)關(guān)KP01用于選擇UP01的鑒相輸出。當(dāng)KP01設(shè)置于1_2時(shí)（左端），選擇 異或門(mén)鑒相輸出，環(huán)路鎖定時(shí)TPP03、TPP05輸出信號(hào)將存在一定相差；當(dāng)KP01 設(shè)置于2_3時(shí)（右端），選擇三態(tài)門(mén)鑒相輸出，環(huán)路鎖定時(shí)TPP03、TPP05輸出信號(hào) 將不存在相差。2、跳線開(kāi)關(guān)KP021是用于選擇輸入鎖相信號(hào)：當(dāng)KP021置于1_2時(shí)（HDB3：左端）， 輸入信號(hào)來(lái)自HDB3編碼模塊的HDB3碼信號(hào)

4、；當(dāng)KP021置于2_3時(shí)（TEST:右 端）選擇外部的測(cè)試信號(hào)（J007輸入），此信號(hào)用于測(cè)量該模擬鎖相環(huán)模塊的性能。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容準(zhǔn)備工作（復(fù)位作用）：將輸入信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)KP02設(shè)置在TEST位置，鑒相輸出開(kāi)關(guān)KP01 設(shè)置在2_3位置（右端）。鎖定狀態(tài)觀測(cè)（1）輸入端口 J007送入一個(gè)256 KHz的TTL方波信號(hào)。用示波器同時(shí)測(cè)量鑒相器輸入A、B腳的波形TPP03、TPP05的相位關(guān)系。環(huán)路鎖定該兩信號(hào)將不存在相差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:忙 H=|Tinie 5 .000UsTGH0.0000s（2）將鑒相輸出開(kāi)關(guān)KP01設(shè)置在1_2位置（左端），環(huán)路鎖定該兩信號(hào)將存在相差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果波形:CHI-

5、 1.60UBii嘗 1.00U Time 5-0001.15 O+U.0030s鎖定檢測(cè)信號(hào)觀測(cè)將跳線器KP01設(shè)置在2_3位置（由端），用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)256KHz的TTL 信號(hào)送入數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)測(cè)試端口 J007，用示波器觀測(cè)鎖定檢測(cè)點(diǎn)TPP07點(diǎn)的波形。調(diào)整函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率使環(huán)路失鎖和鎖定，記錄TPP07點(diǎn)的波形變化。實(shí)驗(yàn)波形:接入信號(hào)為256KHz接入信號(hào)為200KHz接入信號(hào)為156KHz接入信號(hào)為120KHz結(jié)論：已知TPP07點(diǎn)提供鎖相環(huán)鎖定信號(hào)，當(dāng)鎖相環(huán)為鎖定狀態(tài)時(shí)，即與輸入頻率相 同時(shí)，TPP07點(diǎn)為高點(diǎn)平。實(shí)驗(yàn)波形圖顯然當(dāng)鎖相環(huán)為鎖定狀態(tài)時(shí)，TPP07點(diǎn)為高點(diǎn)

6、平，當(dāng) 鎖相環(huán)是失鎖狀態(tài)時(shí)，實(shí)驗(yàn)波形出現(xiàn)方波信號(hào)或者出現(xiàn)不穩(wěn)定圖形。同步帶測(cè)量（1）用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)256KHz的TTL信號(hào)送入數(shù)字信號(hào)測(cè)試端口 J007。用示波器同時(shí)測(cè)量J007、TPP04的相位關(guān)系，測(cè)量時(shí)用J007同步；正常時(shí)環(huán)路鎖定，該兩信號(hào)應(yīng)為同步。CHU 1.00I.J（2）緩慢增加函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，直至J007、TPP04兩點(diǎn)波形失步，記錄下失步前的頻率。fi：IGOL1.S0L.JCH U1.000L1S0000S（3）調(diào)整函數(shù)信號(hào)發(fā)生器頻率為256KHz，使環(huán)路鎖定。緩慢降低函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸 出頻率，直至J007、TPP04兩點(diǎn)波形失步，記錄下失步前的頻率。F

7、IGOL T? D5-W f O 1 .S0LJ= 3.44UFrd(l)=6-.80ws Fre=i(l)i= 147 kHz . CHI- 1.60U1.801JTime 1-000US O+U. 0800s（4）計(jì)算同步帶。結(jié)論：同步帶=289KHz-147KHz=142KHz捕捉帶測(cè)量（1）用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)256KHz的TTL信號(hào)送入數(shù)字信號(hào)測(cè)試端口 J007。用 示波器同時(shí)測(cè)量J007、TPP04的相位關(guān)系，測(cè)量時(shí)用J007同步；正常時(shí)環(huán)路鎖 定，該兩信號(hào)應(yīng)為同步。（2）增加函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，使J007、TPP04兩點(diǎn)波形失步；然后緩慢降低函 數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，直至J007、TPP04兩點(diǎn)波形同步。記錄下同步一刻的頻 率。（3）降低函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，使