通信原理实验模拟锁相环模块Word文件下载.docx
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该模拟锁相环模块的框图见图2.1.1。
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。
模拟锁相环模块各跳线开关功能如下:
1、跳线开关KP01用于选择UP01的鉴相输出。
当KP01设置于1_2时〔左端〕,选择异或门鉴相输出,环路锁定时TPP03、TPP05输出信号将存在一定相差;
当KP01设置于2_3时〔右端〕,选择三态门鉴相输出,环路锁定时TPP03、TPP05输出信号将不存在相差,详情请参见4046器件性能资料。
调整电位器WP01可以改变模拟锁相环的环路参数。
2、跳线开关KP021是用于选择输入锁相信号:
当KP021置于1_2时〔HDB3:
左端〕,输入信号来自HDB3编码模块的HDB3码信号;
当KP021置于2_3时〔TEST:
右端〕选择外部的测试信号〔J007输入〕,此信号用于测量该模拟锁相环模块的性能。
在该模块中,各测试点的定义如下:
1、TPP01:
256KHz带通滤波器输出
2、TPP02:
隔离放大器输出
3、TPP03:
鉴相器A输入信号〔64KHz〕
4、TPP04:
VCO输出信号〔512KHz〕
5、TPP05:
鉴相器B输入信号〔64KHz〕
6、TPP06:
环路滤波器输出
7、TPP07:
锁定指示检测〔锁定时为高电平〕
二、实验仪器
1、JH5001通信原理综合实验系统一台
2、20MHz双踪示波器一台
3、函数信号发生器一台
三、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与设计
四、实验内容
准备工作:
将输入信号选择开关KP02设置在TEST位置,鉴相输出开关KP01设置在2_3位置〔右端〕。
1.VCO自由振荡频率测量〔选做〕
(1)将测试信号输入端口J007接地,把函数信号发生器方式设置为记数〔频率计功能〕,闸门时间放在100ms或1s,测量TPP04监测点的VCO输出振荡频率f0。
记录闸门每次闪动的频率读数〔其读数不太稳定〕。
(2)求出VCO在频率512KHz时的短期频率稳定度〔△f/f0〕。
2.锁定状态观测
(1)用函数信号发生器从测试信号输入端口J007送入一个256KHz的TTL方波信号。
用示波器同时测量鉴相器输入A、B脚的波形TPP03、TPP05的相位关系。
环路锁定该两信号将不存在相差。
(2)将鉴相输出开关KP01设置在1_2位置〔左端〕,重复上述测量步骤。
环路锁定该两信号将存在相差。
3.锁定频率测量和分频比计算
将函数信号发生器设置在记数状态〔频率计〕。
参见图2.1.1模拟锁相环模块的框图,测量各频率。
记录测量结果,计算分频比。
4.环路锁定过程观测
用函数信号发生器从测试信号输入端口J007送入一个256KHz的TTL方波信号。
用示波器同时观测TPP03、TPP05的相位关系,测量时用TPP03同步;
反复断开和接入测试信号,让锁相环进行重新锁定状态。
此时,观察它们的变化过程〔锁相过程〕。
5.锁定检测信号观测
将跳线器KP01设置在2_3位置〔由端〕,用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入数字数字信号测试端口J007,用示波器观测锁定检测点TPP07点的波形。
调整函数信号发生器输出频率使环路失锁和锁定,记录TPP07点的波形变化。
6.同步带测量
(1)用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入数字信号测试端口J007。
用示波器同时测量J007、TPP04的相位关系,测量时用J007同步;
正常时环路锁定,该两信号应为同步。
(2)缓慢增加函数信号发生器输出频率,直至J007、TPP04两点波形失步,记录下失步前的频率。
(3)调整函数信号发生器频率为256KHz,使环路锁定。
缓慢降低函数信号发生器输出频率,直至J007、TPP04两点波形失步,记录下失步前的频率。
(4)计算同步带。
7.捕捉带测量
(2)增加函数信号发生器输出频率,使J007、TPP04两点波形失步;
然后缓慢降低函数信号发生器输出频率,直至J007、TPP04两点波形同步。
记录下同步一刻的频率。
(3)降低函数信号发生器输出频率,使J007、TPP04两点波形失步;
然后缓慢增加函数信号发生器输出频率,直至J007、TPP04两点波形同步。
(4)计算捕捉带。
8.VCO压控灵敏度测量
用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入数字信号测试端口J007,将示波器放在DC输入位置,示波器幅度显示设置<500mv/DIV,用示波器检测VCO输入的压控电压〔TPP06〕。
缓慢增加函数信号发生器输出频率到276KHz,记录此时TPP05的电压值V1;
缓慢降低函数信号发生器输出频率到236KHz,记录此时TPP05的电压值V2。
计算压控灵敏度:
40KHz/〔V1-V2〕。
亦可用数字三用表测量TPP06点的直流电压。
五、实验报告
1、根据环路参数,解释为什么TPP04的波形存在抖动?
2、画出各测量点的波形。
3、分析总结各项测量结果。
六、实验结果
1.锁定状态观测
〔1〕用函数信号发生器从测试信号输入端口J007送入一个256KHz的TTL方波信号。
〔2〕将鉴相输出开关KP01设置在1_2位置〔左端〕,重复上述测量步骤。
2.环路锁定过程观测
3.锁定检测信号观测
4.同步带测量
T同步带f=357kHz-164kHz=193kHz
9.捕捉带测量
〔1〕用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入数字信号测试端口J007。
〔4〕计算捕捉带。
捕捉带f=360kHZ-88kHz=292kHz
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