滤波法及数字锁相环法位同步提取实验 模拟锁相环实验 载波同步帧同步实验资料

实验十九滤波法及数字锁相环法位同步提取实验
实验项目三数字锁相环法位同步观测
（1）观测“数字锁相环输入”和“输入跳变指示”，观测当“数字锁相环输入”没有跳变和有跳变时“输入跳变指示”的波形。

从图中可以观察出，若前一位数据有跳变，则判断有效，“输入跳变指示”输出表示1；否则，输出0表示判断无效。

（2）观测“数字锁相环输入”和“鉴相输出”。

观测相位超前滞后的情况
数字锁相环的超前—滞后鉴相器需要排除位流数据输入连续几位码值保持不变的不利影响。

在有效的相位比较结果中仅给出相位超前或相位滞后两种相位误差极性，而相位误差的绝对大小固定不变。

经观察比较，“鉴相输出”比“数字锁相环输入”超前两个码元。

（3）观测“插入指示”和“扣除指示”。

（4）以信号源模块“CLK ”为触发，观测13号模块的“BS2”。

思考题：分析波形有何特点，为什么会出现这种情况。

因为可变分频器的输出信号频率与实验所需频率接近，将其和从信号中提取的相位参考信号同时送入相位比较器，比较的结果若是载波频率高了，就通过补抹门抹掉一个输入分频器的脉冲，相当于本地振荡频率降低；相反，若示出本地频率低了时就在分频器输入端的两个输入脉冲间插入
一个脉冲，相当于本地振荡频率上升，从而了达到同步的目的。

思考题：BS2恢复的时钟是否有抖动的情况，为什么？试分析BS2抖动的区间有多大？如何减小这个抖动的区间？
有抖动的存在，是因为可变分频器的存在使得下一个时钟沿的到来时间不确定，从而引入了相位抖动。

而这种引入的误差是无法消除的。

减小相位抖动的方法就是将分频器的分频数提高。

实验二十 模拟锁相环实验
实验项目一 VCO 自由振荡观测
（1）示波器CH1接TH8，CH2接TH4输出，对比观测输入及输出波形。

实验项目二 同步带测量
（1） 示波器CH1接13号模块TH8模拟锁相环输入，CH2接TH4输出BS1，观察TH4
输出处于锁定状态。

将正弦波频率调小直到输出波形失锁，此时的频率大小f1为 400Hz ；将频率调大，直到TH4输出处于失锁状态，记下此时频率f2为 9.25kHz 。

对比波形可以发现TH8与TH4信号输入与输出错位半个周期
如右图所示，方波抖动，说明处于失锁状态。

记下两次波形失锁的频率，可计
算
出
同
步
带
f=9.25KHz-400Hz=8.85KHz 。

实验项目三捕捉带测量
（1）将示波器CH1接13模块TH8，CH2接TH4输出，观察TH4输出处于失锁状态。

将S4拨为“0001”，频率调大直到输出波形锁定，记下此时频率大小f3为700Hz ；
将S4拨为“1000”，调节信号源输出频率为200KHz，慢慢减小频率，直到TH4输出处于锁定状态，记下此时频率f4为173.30KHz 。

记下两次波形锁定的频率，可计算出捕捉带f=173.30KHz-700Hz=172.6KHz。

实验项目四锁相频率合成
（1）调节信号源使输出波形为方波，设置分频器的分频比，测量锁相环的锁相环输出频率，观察TH4得输出频率为975.6Hz 。

并观测TH4输出与TH8输入之间的关系。

0010
（1）0001 （2）
（3）0011 （4）0100
观察上图从图（1）到（4）可以发现，下面的波形输出频率逐渐变大，这是将分频器的分频比调大的结果。

图（1）为分频为1时的波形，此时输入输出的频率相等；图（2）时输出的频率是输入的1/2；图（3）图（4）也是相同的原理，在四份频时的输出频率是输入频率的1/4。

实验二十一载波同步实验
实验项目载波同步
（1）本实验利用科斯塔斯环法提取BPSK调制信号的同步载波，对比观测信号源“256K”和13号模块的“SIN”，调节13号模块的压控偏置调节电位器，观测载波同步情况。

通过实验所得波形可以看出，没有调节压控偏置调节电位器时，“SIN“输出的波形与信号源“256K”的波形正好反相，通过调节压控偏置调节电位器使得”SIN”输出的波形与其相同。

实验二十二 帧同步实验
实验项目 帧同步提取实验
（1） 观测在没有误码的情况下“失步”，“捕获”，“同步”三个灯的变化情况。

观察三个灯的情况可发现，“捕获“先亮； ”同步“后亮，”失步“不亮。

（2） 关闭7号模块电源。

按住“误码插入”不放，打开7号模块电源。

再观测“失步”，
“捕获”，“同步”三个灯的变化情况。

观察三个灯情况与（1）中相同，“捕获“”同步“依次亮起，”失步“不亮。

（3） 观察同步保护现象：如下图所示。

（4） 在“同步”状态下长时间按住“误码插入”按键不放，观测帧同步码元出现误码时
三个LED 灯的变化情况。

观察三个灯可以发现，状态从“同步”态调到“捕获”态再调到“同步”态并保持不变。

当“同步”指示灯点亮时，设置拨码开关S1为01110010，即与复用的巴克码一致，此时观察到解复用端的开关信号显示光条亮灭的情况与S1一致，这说明系统此时对以同步的帧同步信号有一定的保护。