内容发布更新时间 : 2024/5/29 9:51:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

一. 实验目的

1． 加深对锁相环基本工作原理的理解。

2． 掌握锁相环同步带、捕捉带的测试方法，增加对锁相环捕捉、跟踪和锁定等 概念的理解。

3． 掌握集成锁相环芯片NE564的使用方法和典型外部电路设计。 二、实验使用仪器

1．NE564锁相和调频实验板 2．200MHz泰克双踪示波器 3. FLUKE万用表 4. 射频信号发生器 5. 低频信号源 三、实验原理

本实验采用的是锁相环来实现调频的功能，锁相环是由鉴相器( PD)、环路滤波器( LF)和电压控制振荡器( VCO)三个基本部件组成。它它它是一个相位误差控制系统，它将参考信号与输出信号之间的相位进行比较，产生相位误差电压来调整输出信号的相位，以达到与参考信号同频的目的 。 工作原理

锁相环的构成框图

鉴相器是相位比较器，用来比较输入信号错误！未找到引用源。与压控

振荡器输出信号错误！未找到引用源。的相位，输出电压对应于这两个信号相位差的函数。环路滤波器是滤除错误！未找到引用源。高频分量及噪声，以保证环路所要求的性能。 压控振荡器受环路滤波器输出电压错误！未找到引用源。的控制，使振荡频率向输入信号的频率靠拢，直至两者的频率相

同，使得VCO输出信号的相位和输入信号的相位保持某种特定的关系，达到相位 锁定的目的。

*判断环路是否锁定的方法

在有双踪示波器的情况下，开始时环路处于失锁状态，加大输入信号频率，用双踪示波器观察压控振荡器的输出信号和环路的输入信号，当两个信号由不同步变成同步，且错误！未找到引用源。时，表示环路已经进入锁定状态。 锁相调频电路

在普通的直接调频电路中，振荡器的中心频率稳定度较差，而采用晶体振荡器的调频电路，其调频范围又太窄。采用锁相环的调频器可以解决这个矛盾。锁相调频原理框图如下图所示

锁相调频原理图 正如上面锁相调频原理图所示，

实现锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外。使压控振荡器的中心频率锁定在稳定度很高的晶振频率上，而随着输入调制信号的变化，振荡频率可以发生很大偏移。这种锁相环路称载波跟踪型PLL，本实验中使用的锁相环是NE564。 NE564内部压控振荡器的最高工作频率是50MHz，从图10-5的逻辑框图中可以看到，NE564的内部包含一个限幅放大器，对外部的输入信号进行限幅放大，抑制寄生调幅，内部还包含压控振荡器和相位比较器。环路低通滤波器外接，内部有一个放大器对鉴相器的输出电压进行放大，然后经过直流恢复器后得到模拟信号的输出。内部还有一个斯密特触发器，可以得到TTL电平的数字信号输出。

锁相环闭环的拉氏模型方程可以表示为：

H(s)??V(s)KF(s)??i(s)s?KF(s)

锁相环传递函数 He(s)??V(s)s? ?e(s)s?KF(s)锁相环误差传递函四、仿真

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其输出调频波的波形如下：

锁相环调频实验

仿真的时候输出的波形是完好的调频波（是正弦波的形式），而实验输出的却不是这么好看的调频波，可见仿真与实验还是不能等同的，这也告诫我们在做后续的设计电路的时候，万不能太相信仿真，仿真出了结果可是实际焊的电路未出结果是很正常的。

五、实验内容：

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