锁相与频率合成技术教材大纲Word格式文档下载.docx

锁相与频率合成技术教材大纲Word格式文档下载.docx

《锁相与频率合成技术教材大纲Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锁相与频率合成技术教材大纲Word格式文档下载.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（3）环路的两种基本工作状态：

捕获过程、锁定状态。

　　3、应用：

（1）环路是处于锁定状态的判定依据；

（2）一阶环稳态相差的计算。

（二）环路组成

（1）环路的基本部件；

（2）鉴相器的作用与数学模型；

（3）鉴相器的分类：

模拟乘法器鉴相器、序列电路（数字鉴相器）；

（4）环路滤波器的作用与数学模型；

（5）压控振荡器的作用与数学模型；

（6）压控灵敏度；

（7）压控振荡器的种类。

（1）锁相环路的组成及框图；

（2）正弦鉴相器及数学模型；

（3）几种常用的环路滤波器及传递函数；

（4）锁相环路的相位数学模型。

　　3、应用；

（1）理想积分滤波器分析；

（2）非常用环路滤波器的传递函数求解。

　　（三）环路的动态方程

（1）瞬时频差；

（2）控制频差；

（3）固有频差；

（4）环路增益K.

2、领会：

（1）锁相环路动态方程

（1）锁相环路动态方程的含意；

（2）稳态相差的求解。

　　（四）一阶环路的捕获、锁定与失锁。

（1）一阶环路；

（2）相点；

（3）相轨迹（4）相平面。

（1）一阶环路的非线性微分方程；

（2）相轨迹上相点的含义。

（1）频率牵引现象；

（2）一阶环路的捕获带、同步带、快捕带。

　　第二章 

环路跟踪性能

（一）锁相环路的线性相位模型及传递函数；

（二）锁相环路的性能指标；

　　（三）二阶环路在典型输入下的响应；

　　（四）环路的频率响应。

（一）线性相位模型与传递函数

（1）环路传递函数的概念；

（2）讨论传递函数的含义。

（1）锁相环路的线性相位模型；

（2）环路的线性动态方程；

（3）环路开环传递函数；

（4）环路闭环传递函数；

（5）环路误差传递函数：

（6）采用三种常用滤波器环路的传递函数。

（二）二阶线性系统的一般性能

（1）环路自然角频率ωn；

（2）环路阴尼系数ζ；

（3）环路的主要性能指标：

延迟时间、上升时间、峰值时间、暂态时间、最大过冲量。

（1）三种典型环路的ωn、ζ表示方法；

（2）环路的频率响当当应及特性。

　　（三）环路对输入暂态信号的响应

（1）环路的暂态相差；

（2）相位阶跃；

（3）频率阶跃；

（4）频率斜升；

（5）稳态相差。

（1）分析二阶环路对输入暂态响应的方法；

（2）采用无源比例积分滤波器的二阶环路对三种暂态信号输入的响应；

（3）采用理想积分滤波器的二阶环路对三种暂态信号输入的响应。

（1）环路暂态相差与稳态相差的计算。

　　（四）环路对输入正弦相位信号的响应

（1）环路频率响应的概念；

（2）环路输入相位的调制频率Ω；

（3）调制跟踪环；

（4）载波跟踪的概念。

（1）常用二阶环的闭环频率响应；

（2）常用二阶环的误差频率响应；

（3）二阶环路频率特性的特点：

无论采用何种滤波器的二阶环路，其闭环频率响应具有低通的性质、共误差频率响应具有高通的性质。

（1）调制跟踪环的特点和应用；

（2）载波跟踪环的特点与应用。

　　（五）环路稳定性

（1）环路稳定性及判别方法；

（2）稳定余量；

（3）相位余量；

（4）增益余量。

（1）伯德准则；

（2）采用伯德准则或稳定余量判断环路的稳定性。

　　（六）非线性跟踪

（1）最大同步扫描速率的概念；

（2）最大频率阶跃量的概念。

（1）非线性跟踪的稳态相差。

　　第三章 

环路噪声性能

（一）环路存在噪声时的相位数学模型（仅含输入噪声及仅含VCO噪声两种情况）；

（二）环路噪声带宽BL及含义；

（三）跳周、平均跳周时间、跳周概率。

（一）环路噪声相位模型

（1）噪声与干扰的来源；

（2）分析有噪声环路的方法。

（1）环路存在噪声时的相位数学模型（仅含输入噪声及仅含VCO噪声两种情况）。

（二）环路对输入白高斯噪声的线性过滤特性

（1）环路的噪声带宽BL；

（2）环路的信噪比。

（1）仅含输入噪声的相位数学模型；

（2）环路输出噪声相位方差；

（3）环路的噪声带宽BL的含义；

（4）环路对输入噪声的过滤特性。

（1）环路噪声带宽的计算；

（2）环路信噪比的计算。

　　（三）环路对压控振荡器相位噪声的线性过滤

　　1、领会：

（1）仅含VCO噪声的相位数学模型；

（2）环路对VCO噪声的过滤特性。

　　（四）环路跳周与门限

（1）跳周的概念；

（2）环路噪声门限。

（1）平均跳周时间及其计算；

（2）跳周概率的含义及其计算。

　　第四章 

环路捕获性能

（一）捕获的概念及捕获过程；

（二）环路捕获的性能参数（捕获带、捕获时间）；

　　（三）辅助捕获的方法。

（一）捕获的基本概念

（1）捕获的概念；

（2）频率捕获；

（3）相位捕获；

（4）自捕获；

（5）辅助捕获；

（6）研究捕获过程的常用方法。

（二）捕获过程与捕获特性

（1）捕获过程；

（2）捕获过程的特性。

　　（三）捕获带与捕获时间

（1）捕获带；

（2）快捕带；

（3）频率捕获时间；

（4）快捕时间（相位捕获时间）。

（1）二阶环的捕获带与捕获时间计算。

　　（四）辅助捕获方法

（1）辅助捕获的作用；

（2）辅助捕获的基本出发点。

（1）辅助捕获的方法；

（2）辅助捕获的原理（辅助鉴频、变带宽、变增益）。

　　第五章 

集成锁相环路

（一）集成锁相环路的分类及特点；

（二）数字式鉴频鉴相器的工作原理；

　　（三）数字压控振荡器的工作原理；

　　（四）集成频率合成器的工作原理。

（一）集成鉴相器

（1）集成鉴相器的类型。

（1）模拟乘法器鉴相器的工作原理及鉴相特性；

（2）门鉴相器的工作原理及鉴相特性；

（3）数字式鉴频鉴相器的基本组成；

（4）数字式鉴频鉴相器的工作原理；

（5）数字式鉴频鉴相器的鉴相特性与鉴频特性。

（二）集成压控振荡器

（1）常用的集成压控振荡器类型。

（1）LC负阴型压控振荡器的工作原理；

（2）数字门电路型压控振荡器的工作原理。

（三）通用单片集成锁相环

（1）NE560、NE562的组成与特性；

（2）XR-215的组成与特性；

（3）L564的组成与特性；

（4）NE567的组成与特性；

（5）5G4046的组成与特性。

　　（四）集成频率合成器

（1）集成频率合成顺的主要部件；

（2）MC145106的内部组成；

（3）MC145145的内部组成；

（4）MC145152的内部组成。

（1）MC145106组成的组合式集成频率合成器框图及工作原理。

　　第六章 

锁相环路的应用

（一）锁相环路的特性及含义；

（二）典型的锁相环路应用；

　　（三）跟踪滤波器；

　　（四）调制与解调；

　　（五）频率合成。

（一）跟踪滤波器

（1）跟踪滤波器。

（1）跟踪滤波器的跟踪特性；

（2）跟踪滤波器频率特性。

（1）相干解调的概念。

（二）调制器与解调器

（1）带载波的双边带调幅信号DSB-AM；

（2）抑制载波的单边带调辐信号SSB-AM；

（3）残留边带的调幅信号VSB-AM；

（4）抑制载波的双边带调幅信号；

（5）调频信号；

（6）调相信号；

（7）频移键控FSK；

（8）相移键控PSK.

（1）AM同步解调的工作原理；

（2）调频信号与调相信号的相互转换；

（3）调频信号解调的工作原理。

（1）几种FM解调器电路；

（2）FSK解调的应用。

　　（三）频率合成

（1）频率合成的定义；

（2）频率合成的三种方法、工作原理及特点。

（1）双模分频锁相合成器的工作原理、特点及分频比的计算；

（2）四模分频锁相合成器的工作原理及分频比的计算；

（3）小数分频频率合成器的工作原理及特点。

（1）频率合成器实例及输出频率计算；

（2）双环锁相频率合成器的输出频率计算。

　　（四）载波同步

（1）相干载波；

（2）提取相干载波的方法：

插入导频法、直接提取法。

（1）平方环的工作原理、作用、特点；

（2）同相正交环的工作原理。

　　（五）位同步

（1）位同步的概念；

（2）外同步法；

（3）自同步法。

　　2、应用：

（1）几种典型的位同步模拟环。

　　（六）FM立体声解码

（1）FM立体声信号；

（2）FM立体声解码器的组成。

（1）FM立体声解码器的工作过程。

　　（七）电动机转速控制

（1）锁相电机控制的工作原理；

（2）锁相电机控制系统的工作模型。

　　（八）锁相接收机

（1）锁相接收机的一般过程。

（1）锁相接收机的工作原理。

　　（九）其他应用

（1）锁相移相器及其工作原理。

第七章 

数字锁相环

（一）全数字环路的一般组成、分类。

（二）数字环路典型部件的组成与工作原理。

（一）全数字环路及其应用

（1）全数字锁相环的概念；

（2）全数字锁相环的一般组成。

（1）全数字锁相环的分类与工作原理（触发器型数字锁相环FF-DPLL、奈奎斯行型数字锁相环NR-DPLL、过零检测式数字锁相环ZC-DPLL、超前滞后型数字锁相环LL-DPLL）；

（2）四种数字鉴相器及工作原理；

（3）数字滤波器的一般构成及其工作原理；

（4）数字压控振荡器（DCO）的基本组成及其工作原理。

（1）单片集成全数字锁相环74LS297的结构；

（2）74LS297构成的FSK解调器应用。

　　Ⅲ、有关说明和实施要求

　　为了使本大纲的规定有个人自学、社会助学和考试命题中得到贯彻和落实，针对有关问题说明如下，并进而提出实施要求。

　　一、关于考核目标的说明

　　为了使考核内容具体化和考试要求标准化，本大纲在列出考试内容的基础上，对各章规定了考核目标，使自学应考者能够进一步明确考试内容和要求，更有目的地系统学习教材。

使社会助学者能够更全面地、有针对性地分层次进行辅导。

使考试命题者能够更加明确命题范围，更准确地安排试题的知识能力层次的难易度。

　　本大纲在考核目标中，按照识记、领会、应用三个层次规定其应达到的能力层次要求。

三个能力层次是递进等级关系。

各能力层次的含义是：

　　识记：

能知道有关的名称、概念、知识的意义，并能正确地认识和表达。

　　领会：

在识记的基础上，能全面地把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，并能够在实际应用中理解和领会。

　　应用：

在识记和领会的基础上，能对问题进行正确的阐述和分析，能运用所学的知识理解和分析实际问题。

　　二、关于自学教材和参考资料

　　锁相技术考试全省统一命题制定使用的教材是：

《锁相技术》，张厥盛等编，西安电子科技大学出版社，1994年。

　　参考资料：

《锁相与频率合成技术》，仇忠善、张冠北编，电子工业出版社，1986年出版。

　　《集成锁相环路——原理、特性、应用》，万心平、张厥盛编著，人民邮电出版社，1990年出版。

　　《锁相环频率合成器》，张厥盛、张会宁、邢静编，电子工业出版社，1997年出版。

　　三、自学方法指导

　　1、在全面系统学习的基础上掌握基本概念、基本知识、基本方法和技巧。

本课程内容涉及锁相技术及其应用的各个方面，知识、范围比较广泛，全书是一个整体，各章又有相对独立性。

自学者应首先全面系统地学习各章，深刻领会锁相技术的理论；

其次，应当识记锁相技术中的基本概念、基本知识、基本方法和技巧，同时注意各章之间的联系，然后，在全面系统的基础上掌握重点，有目的地深入学习重点章节，但切忌在没有了解全貌的情况下孤立地去抓重点，押题目。

　　2、要把概念、原理、方法与实际应用结合起来学习，自学应考者应该懂得，锁相技术是理论性与工程性都很强的一门课程，在学习中切忌死记硬北，而应当把课程内容与实际应用联系起来，加深领会教材内容，进而在实际工作中能够灵活运用。

3、在理解概念和原理的基础上，认真学习教材中的命题，做好每一章的习题，举一反三，在解题过程中，领会含义，理解概念。

这时加深对教材内容的理解很有帮助。

　　四、对社会助学的要求

　　1、社会悬赏者应根据本大纲规定的考试内容和考核目标，认真钻研指定的教材，明确锁相技术课程的特点和学习要求，对自学应考者进行有效的辅导，引导他们防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确方向。

　　2、要正确处理基本知识和应用能力的关系，努力引导自学应考者将识记、领会同就用联系起来，把基本知识转化为实际工作能力。

　　3、要正确处理重点一般的关系。

课程内容有重点与一般之分，但考试内容是全面的，而且重点与一般是相互影响的，不是截然分开的。

社会助学者就指导自学方兴未艾考者全面系统地学习教材，掌握全部考试内容和考核知识点，在此基础上再突出重点。

总之，要把重点学习同兼顾一般结合起来，切勿孤立地抓重点，把自学习应考者引向猜题押题。

　　五、关于命题考试的若干要求

　　1、本课程的命题考试，应根据本大纲所规定的考试内容和考试目标来确定范围和考核要求，不要任意扩大和缩小考试范围，提高或降低考核要求。

考试命题覆盖到各章，并适当突出重点章节，体现本课程的重点内容。

　　2、试题要合理安排难度结构。

试题难易度可分为易、较易、较难、难四个等级。

每份试卷中，不同难易试题的分数比例一般为：

易占20%，较易占30%，较难占30%，难占20%.必须注意，试题的难易度与能力层次不是一个概念，在各能力层次中都会存在不同难度的问题，切勿混淆。

　　3、本课程考试试卷可能采用的题型有：

选择题、判断题、填充题、简答题和综合题（包含计算题）。

各种题型的具体样式参见本大纲附录。

　　附录：

题型举例

　　一、选择题

　　1、对锁相环路起作用的是：

（ 

）

　　①输入瞬时相位；

②输入信号频率；

③输入信号幅度

　　2、不论采用何种滤波器的二阶环路其闭环频率响应具有：

　　①高通特性；

②低通特性；

③带通特性

　　二、判断题（正确的打+，不正确的打-）

　　1、锁相环路是实现信号相位自动控制的系统。

　　2、全数字锁相环一般由数字鉴相器、RC积分滤波器、数字压控振荡器构成。

　　三、填充题

　　1、锁相环路的频率响应含义为：

________________.

　　2、辅助捕获的方法有：

________、________、________、________等。

　　3、采用单环锁相频率合成器，其输入其准频率fi=100kHz，程序分频器分频比为1234，则环路锁定时输出信号频率为________________.

　　四、简答题

　　1、试述T4044数字鉴频鉴相器的鉴相工作原理。

　　2、相对于输入信号而言，锁相环路为何等效为一个带通滤波器？

它于一般的带通滤波器有何不同？

　　五、综合题

　　1、已知一阶环的Ud＝2V，Ko=15kHz/v，ωo/2π=2MHz.问当输入频率分别为1.98MHz和2.04MHz的载波信号时，环路能否锁定？

稳定相差多大？

2、采用有源比例积分滤波器的窄带载波跟踪环路，其环路噪声带宽BL=18Hz，τ1=2630s，τ2=0.0834s，试确定：

（1）环路阻尼系数ζ与环路自然角频率ωn；

（2）环路增益K；

　　（3）如选择电容C=0.33μF，确定R1，R2.