锁相电路通信电子电路实验

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什么是电子电路中的锁相环及其应用

什么是电子电路中的锁相环及其应用电子电路中的锁相环（Phase-Locked Loop，简称PLL）是一种广泛应用的反馈控制电路，用于将输入信号的相位与频率与参考信号的相位与频率同步，从而实现信号的稳定性和精确性。

锁相环在通信、计算机、音频处理等领域都有重要的应用。

一、锁相环的工作原理锁相环主要由相位比较器（Phase Detector）、环形数字控制振荡器（VCO）和低通滤波器（LPF）组成。

相位比较器用来比较输入信号和参考信号的相位差，输出一个宽度等于相位差的脉冲信号。

VCO根据相位比较器输出的脉冲信号的宽度和方向来调节输出频率，使其与参考信号的频率和相位同步。

LPF用来滤除VCO输出信号中的高频成分，保证输出的稳定性。

二、锁相环的应用1. 通信领域：在数字通信系统中，锁相环被广泛应用于时钟恢复、时钟生成和时钟变换等方面。

通过锁相环可以实现对时钟信号的稳定传输，提高通信系统的可靠性和容错性。

2. 音频处理：在音频设备中，锁相环被用于时钟同步和抖动消除。

通过锁相环可以实现音频数据的同步传输和精确抖动控制，提高音质和信号稳定性。

3. 数字系统：在数字系统中，锁相环可用于时钟恢复、频率合成和位钟提取等方面。

通过锁相环可以实现对时钟信号的稳定提取和精确合成，确保系统的可靠运行。

4. 频率调制与解调：在调制与解调系统中，锁相环被应用于频偏补偿和相位同步。

通过锁相环可以实现对信号频偏和相位偏移的补偿，保证调制与解调的准确性和稳定性。

5. 频谱分析：锁相环还可以应用于频谱分析仪中，通过锁相环可以实现频率分析的准确性、稳定性和精确性。

三、锁相环的特点1. 稳定性：锁相环可以通过调整VCO的输出频率来实现输入信号和参考信号的同步，从而提高信号的稳定性。

2. 精确性：锁相环可以通过精确的相位比较和频率调节，实现对信号相位和频率的精确控制，提高信号处理的准确性。

3. 自适应性：锁相环可以根据输入信号和参考信号的变化自动调节，适应不同输入条件下的信号同步要求。

锁相环PLL的电路原理以及基本构成

锁相环PLL的电路原理以及基本构成锁相环（phase locked loop），顾名思义，就是锁定相位的环路。

学过自动控制原理的人都知道，这是一种典型的反馈控制电路，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，一般用于闭环跟踪电路。

是无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，主要有VCO（压控振荡器）和PLL IC （锁相环集成电路），压控振荡器给出一个信号，一部分作为输出，另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较，为了保持频率不变，就要求相位差不发生改变，如果有相位差的变化，则PLL IC的电压输出端的电压发生变化，去控制VCO，直到相位差恢复，达到锁相的目的。

能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。

PLL（锁相环）电路原理在通信机等所使用的振荡电路，其所要求的频率范围要广，且频率的稳定度要高。

无论多好的LC振荡电路，其频率的稳定度，都无法与晶体振荡电路比较。

但是，晶体振荡器除了可以使用数字电路分频以外，其频率几乎无法改变。

如果采用PLL（锁相环）（相位锁栓回路，PhaseLockedLoop）技术，除了可以得到较广的振荡频率范围以外，其频率的稳定度也很高。

此一技术常使用于收音机，电视机的调谐电路上，以及CD唱盘上的电路。

PLL（锁相环）电路的基本构成PLL（锁相环）电路的概要图1所示的为PLL（锁相环）电路的基本方块图。

此所使用的基准信号为稳定度很高的晶体振荡电路信号。

此一电路的中心为相位此较器。

相位比较器可以将基准信号与VCO （V oltage Controlled Oscillator电压控制振荡器）的相位比较。

如果此两个信号之间有相位差存在时，便会产生相位误差信号输出。

（将VCO的振荡频率与基准频率比较，利用反馈电路的控制，使两者的频率为一致。

）。

基于锁相环技术的光纤通信实验系统

基于锁相环技术的光纤通信实验系统□韩磊高明【内容摘要】本文提出一个用CMOS锁相环CD4046电路等器件构成光纤通信实验系统，并具体介绍了系统组成，演示了现代光通信的基本工作过程、功能测试。

利用这套光纤通信系统的雏形装置，触摸到最新科技发展的脉搏。

【关键词】光纤通信；实验系统；锁相环CD4046；实践教学【作者单位】韩磊，高明；江海职业技术学院高职院校培养的是高素质技能型人才，掌握光通信应用技术，已经成为电子通信、光电专业学生应具备的素质和能力。

本文介绍的光纤通信实验系统，演示了当代光通信的工作过程，拓宽了学生的知识面，开阔了学生的视野，对于提高学习兴趣和积极性起到了重要的作用，同时对引导学生迅速进入工程应用的前沿领域有着良好的导向作用。

光电技术专业实验教学担负着将发展中的现代技术及时引入教学中的使命。

为了能够使用光通信系统在实验室里观察到光通信的工作过程，利用锁相环（PLL）技术设计制作一套光纤通信实验系统。

这套为光纤通信的雏形装置，是利用激光光束通过光纤传送语音信息的传输实验装置，具有电路简单、工作稳定可靠、直观性强、成本低廉、通信质量好的特点。

一、实验光纤通信系统的组成及电路设计实验装置主要设计思路是以通信原始模式为基础（信源ң信道ң信宿三大模块），在此基础之上在收发端分别加上发光调制装置和接收（光信号）解调装置，同时利用光传输介质（以光纤为主）进行信息的传送，这样设计此光纤通信实验装置的模块方案基本完成。

主要包括由半导体发光二极管LED及其调制，驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光敏晶体三极管3DU5，装换电路及功率放大电路组成的光信号接收器三个部分组成。

实验系统中发送器和接收器的信号发送和接收主要利用锁相环（PLL）技术构成。

锁相环（PLL）技术是能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。

其主要功能是为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，主要有VCO（压控振荡器）、PD（鉴相器）和LF（环路滤波器）三部分组成。

(完整版)锁相环工作原理

基本组成和锁相环电路1、频率合成器电路频率合成器组成：频率合成器电路为本机收发电路的频率源，产生接收第一本机信号源和发射电路的发射信号源，发射信号源主要由锁相环和VCO电路直接产生。

如图3-4所示。

在现在的移动通信终端中，用于射频前端上下变频的本振源（LO），在射频电路中起着非常重要的作用。

本振源通常是由锁相环电路（Phase-Locked Loop）来实现。

2.锁相环：它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域3.锁相环基本原理：锁相环包含三个主要的部分:⑴鉴相器(或相位比较器,记为PD或PC):是完成相位比较的单元,用来比较输入信号和基准信号的之间的相位.它的输出电压正比于两个输入信号之相位差.⑵低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量,起平滑滤波的作用.通常由电阻、电容或电感等组成，有时也包含运算放大器。

⑶压控振荡器（VCO）：振荡频率受控制电压控制的振荡器，而振荡频率与控制电压之间成线性关系。

在PLL中，压控振荡器实际上是把控制电压转换为相位。

1、压控振荡器的输出经过采集并分频；2、和基准信号同时输入鉴相器；3、鉴相器通过比较上述两个信号的频率差，然后输出一个直流脉冲电压；4、控制VCO，使它的频率改变；5、这样经过一个很短的时间，VCO 的输出就会稳定于某一期望值。

锁相环电路是一种相位负反馈系统。

一个完整的锁相环电路是由晶振、鉴相器、R分频器、N分频器、压控振荡器（VCO）、低通滤波器（LFP）构成，并留有数据控制接口。

锁相环电路的工作原理是：在控制接口对R分频器和N分频器完成参数配置后。

晶振产生的参考频率（Fref）经R分频后输入到鉴相器，同时VCO的输出频率（Fout）也经N分频后输入到鉴相器，鉴相器对这两个信号进行相位比较，将比较的相位差以电压或电流的方式输出，并通过LFP滤波，加到VCO的调制端，从而控制VCO的输出频率，使鉴相器两输入端的输入频率相等。

锁相实验心得(通用5篇)

锁相实验心得(通用5篇)锁相实验心得篇1锁相实验是一种用于研究信号处理和系统同步的重要实验方法。

在本次实验中，我们主要探讨了锁相环路的原理、设计及其在控制系统中的应用。

通过本次实验，我对锁相环路的原理和设计有了更深入的理解，并在实践中提高了自己的技能。

在实验中，我们首先介绍了锁相环路的背景和意义。

作为一种常见的信号处理方法，锁相环路在许多领域中都有着广泛的应用，如通信、控制和测量等。

通过对其工作原理和特性的学习，我对锁相环路的应用有了更清晰的认识。

接着，我们详细讲解了锁相环路的原理和设计。

通过模拟仿真和实际电路搭建，我对锁相环路的性能和参数调整有了更深入的了解。

我学会了如何根据具体应用场景选择合适的环路带宽、相位裕度等参数，以实现系统同步和稳定。

在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路调试不成功、参数调整不当等。

通过查阅资料和与同学讨论，我找到了问题的原因并加以解决。

这些问题让我更加深入地理解了锁相环路的原理和设计，提高了我的实践技能。

通过本次实验，我收获颇丰。

我深刻理解了锁相环路的原理和设计，掌握了其应用技巧。

同时，我也发现了自己在实验中的不足之处，如对电路理论知识的欠缺、实验技能的提升等。

在未来的学习和工作中，我将继续努力，提高自己的理论水平和实践能力，以更好地应对各种挑战。

总之，本次实验让我对锁相环路的原理和设计有了更深入的理解，提高了我的实践技能。

我将继续深入学习相关理论，并将其应用于实践中，为未来的研究和工作打下坚实的基础。

锁相实验心得篇2在进行锁相实验的过程中，我不仅加深了对相关理论知识的理解，还提高了自己的实验技能。

这次经历使我对信号处理和自动控制有了更深入的认识。

在实验中，我首先根据实验要求，搭建了锁相实验的电路。

我仔细检查了电路连接，确保无误。

然后，我输入待测信号，并观察了实验结果。

通过对比实验结果和预期结果，我发现自己的实验技能有了显著提高。

在实验过程中，我遇到了一些问题。

例如，在调整电路参数时，我无法使输入信号与反馈信号保持相位同步。

基本理论锁相环是一个闭环的相位负...

基于Matlab的锁相环设计摘要随着现代集成电路技术的发展，锁相环已经成为集成电路设计中非常重要的一个部分，所以对锁相环的研究具有积极的现实意义。

锁相环电路是一种输出信号在频率和相位上能够与输入参考信号同步的电路，锁相环由于其具有一系列独特的优良性能，它已经成为通信、雷达、导航、电子仪器仪表等设备中不可缺少的一部分。

所以这些年来锁相环的设计与研究工作也越来越受到人们的重视，人们开始利用人工计算或计算机软件来分析锁相环的性能。

在研究大量资料的基础之上，先对锁相系统的基本工作原理进行了分析，以传统模拟锁相环的结构为基础，分析了锁相环的数学模型，详细描述了锁相环的整体电路以及鉴相器、环路滤波器、压控振荡器等电路模块。

并以此为出发点对锁相环的锁定性能、及稳定性能、等各种性能进行了分析。

在分析和设计的同时，也采用Matlab软件对锁相环电路进行了仿真。

首先分析了一阶锁相环和二阶锁相环的锁定性能，并进行了比较。

其次分析了阻尼系数对环路稳定性能的影响。

最后介绍了锁相环的调制作用。

从锁相环的仿真结果可知，我们的理论研究结果和实验结果相符，锁相环电路达到了设计指标要求。

关键词锁相环；Matlab；仿真Phase-Locked Loop Design Based on MatlabAbstractWith the development of modern integrated circuit technology, phase locked loop has become a significant component of integrated circuit, which makes the research of phase-locked loop valuable. Phase-locked loop is a kind of circuit that an output signal in the frequency and phase reference signal can be synchronized with the input. Because of a series of uniquely excellent performances, it is becoming an indispensable part of the equipments such as communication, radar, airmanship, electronic instrument etc. People realize the importance of the design and study of PLL , they come to use artificially calculation or software to analyze the property of PLL.After a deep study of the materials about PLL, this thesis starts with the analysis of the fundamental principles of a phase-locked system , then we build the mathematical model based on the traditional of the PLL, describes the overall PLL circuit and phase detector, loop filter, VCO circuit module, etc, and afterwards investigate some of its characters such as locking performance and stability.In the analysis and design, but also we conducted a phase locked loop circuit simulation by Matlab software. First of all, we analyzed the first-order phase lock loop and a second order phase-locked loop lock performance, and on the basis of the comparison. Secondly we analyzed the damping how to stability of the loop. Finally we introduced the modulation of the phase locked loop. From the simulation results, we know that the theory conclusions and the simulation results fit well phase-locked loop circuit to the design requirements.Keywords PLL, simulation, Matlab目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景及研究意义 (1)1.2 发展历程 (2)1.3 国内外发展现状 (3)1.4 锁相环的应用 (4)1.4.1 频率合成 (5)1.4.2 时钟产生器 (5)1.4.3 时钟恢复电路 (5)1.4.4 偏移减小 (6)1.5 本文的章节安排及主要内容 (6)第2章锁相环理论 (7)2.1 基本理论 (7)2.2 基本模块 (8)2.2.1 鉴相器 (8)2.2.2 环路滤波器 (10)2.2.3 压控振荡器 (11)2.3 环路的相位模型及基本方程 (12)2.4 环路性能 (12)2.4.1 线性化相位模型和传递函数 (13)2.4.2 锁定状态下锁相环的动态特性 (14)2.5 本章小结 (16)第3章锁相环仿真 (17)3.1 Matlab软件介绍 (17)3.2 锁定性能 (18)3.2.1 一阶锁相环 (18)3.2.2 二阶锁相环 (19)3.2.3 一阶锁相环与二阶锁相环比较 (21)3.3 环路性能 (21)3.3.1 鉴相器的输出 (22)3.3.2 低通滤波器的输出 (23)3.3.3 压控振荡器的输出 (24)3.4 稳定性能 (25)3.5 调制作用 (27)3.6 本章小结 (28)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A (33)附录B (36)第1章绪论1.1课题背景及研究意义在现代集成电路中，锁相环（Phase Locked Loop）是一种广泛应用于模拟、数字及数模混合电路系统中的非常重要的电路模块。

电荷泵锁相环的模型研究和电路设计

结论
本次演示对电荷泵锁相环的模型研究和电路设计进行了详细探讨。通过建立数学模型并简化分析，我们发现电荷泵锁相环的性能主要受到电荷泵增益、环路滤波器时间常数以及输入信号频率的影响。在此基础上，我们设计了一款电荷泵锁相环电路，并对关键元件进行了选择和优化。然而，该电路仍存在一些不足之处，需要进一步改进。
2、低功耗：该设计方案采用了先进的工艺和电路设计，使得芯片的功耗较低，延长了设备的使用寿命。
3、高集成度：所设计的锁相环集成电路芯片具有高集成度，减小了设备的体积和重量，方便了实际应用。
结论：
本次演示通过对高速锁相环集成电路芯片的深入研究和实验验证，提出了一种针对高速条件下的高效设计方案。实验结果表明，所设计的芯片在高速条件下具有良好的性能和可靠性。但是，我们也意识到该设计方案仍存在一些不足之处，例如在复杂电磁环境下的稳定性等问题。
近年来，随着太阳能技术的快速发展，光伏并网逆变器在太阳能发电系统中得到了广泛应用。三相锁相环设计在光伏并网逆变器控制中具有重要意义，是实现并网稳定运行的关键技术之一。本次演示将阐述三相锁相环设计及光伏并网逆变器控制的研究内容和方法。
在光伏并网逆变器控制领域，文献综述表明，现有的研究主要集中在逆变器拓扑结构、控制策略和并网保护等方面。其中，三相锁相环设计是逆变器控制策略中的重要组成部分。已有的三相锁相环设计方法主要包括基于PI调节器和基于同步检测器的设计方法。然而，这些方法在实时性、准确性和稳定性方面仍存在一定的问题，特别是在复杂环境和恶劣条件下。
模型研究
1、电荷泵锁相环的原理和内部机制
电荷泵锁相环主要由电荷泵、环路滤波器（Loop Filter）和电压控制振荡器（VCO）三个主要部分组成。其工作原理是，通过电荷泵将输入信号的相位差转化为电压，再经环路滤波器滤除高频成分，得到控制VCO的直流电压，最终实现输出信号与输入信号的相位和频率同步。

通信电子电路实验课程实验教学大纲

《通信电子电路实验》课程实验教学大纲(总6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《通信电子电路实验》课程实验教学大纲实验类别：□通识基础 ■学科基础 □专业基础 □专业一、实验课程目的和任务性质：通信电子电路实验是通信工程、广播电视工程、电磁场与无线技术、微电子等本科专业必修的专业基础课。

目的和任务：使学生了解常用通信电子电路的设计方法，掌握通信电子电路的装配和调测方法，掌握基本通信电子电路的实验能力。

二、实验内容、学时分配及基本要求总学时：16，其中：课堂教学内容4学时、实验实践12学时。

（一）课堂教学内容（4学时）：1．通信电子电路实验概述及常用高频仪表使用方法（1学时）（1）知识点一：通信电子电路实验课程简介（2）知识点二：常用高频仪表使用方法教学基本要求：介绍通信电子电路实验课的性质、目的、任务，总体安排，成绩评定和学习要求。

结合振幅调制与解调电路等实验介绍常用高频仪表的使用方法。

2．LC 选频放大器的设计、调测方法（1学时）（1）知识点一：介绍LC 选频放大器的设计方法（2）知识点二：介绍LC 选频放大器的调测方法教学基本要求：介绍LC 选频放大器的设计方法介绍LC 选频放大器的调测方法以及参数的测量方法 3．正弦波振荡器电路的设计、调测方法（1学时）（1）知识点一：介绍正弦波振荡器电路的设计方法（2）知识点二：介绍正弦波振荡器电路调测方法教学基本要求：介绍电容三点式振荡电路和晶体振荡电路的设计方法介绍电容三点式振荡电路和晶体振荡电路的调测方法以及参数的测量方法注：2和3为二选一4．振幅调制与解调电路的设计、调测方法（1学时）课程编号： B1100041C 课程名称：通信电子电路实验课内总学时：16实验学时: 上机实验学时：12 0（1）知识点一：介绍振幅调制与解调电路的设计方法（2）知识点二：介绍振幅调制与解调电路调测方法教学基本要求：介绍振幅调制与解调电路的设计方法介绍振幅调制与解调电路的调测方法以及参数的测量方法5．频率调制与鉴频电路的设计、调测方法（1学时）（1）知识点一：介绍频率调制与鉴频电路的设计方法（2）知识点二：介绍频率调制与鉴频电路调测方法教学基本要求：介绍频率调制与鉴频电路的设计方法介绍频率调制与鉴频电路的调测方法以及参数的测量方法6．锁相环电路的设计、调测方法（1学时）（1）知识点一：介绍锁相环电路的设计方法（2）知识点二：介绍锁相环电路调测方法教学基本要求：介绍锁相环电路的设计方法介绍锁相环电路的调测方法以及参数的测量方法注：5和6为二选一（二）实验实践（12学时）三、考核及实验报告（一）考核考试类型为考查，根据学校有关规定，学生必须完成实验数量的三分之二才能取得本课程成绩。

锁相环技术发展的研究及运用分析

摘要：随着科学技术水平的发展，我国电子通信在随着市场需求的不断转变的过程中也在发生相应变革。

锁相环技术被广泛地运用到通信系统中去，主要通过负反馈系统来实现本地参考信号与接收信号的相位统一，信号输入主要通过锁相环的鉴相器、环路滤波器和压控震荡器三个主要器件输出信号后，完成其工作流程。

基于此，对锁相环技术的发展进行研究，并对其运用情况进行介绍。

关键词：锁相环技术;数字锁相环;模拟锁相环;解调器;解制器锁相环技术是信息领域新研发的一门专门研究相位关系的技术，能够对相位实行自动化控制，并且通过相位的自动化调节作用来实现两个相位始终保持同步统一，这一工作的完成主要是通过锁相环的负反馈系统来实现的。

锁相环技术近年来被广泛地运用到航天、电视、通信等各个领域中去，能够高质量高速度地对信号进行提取、跟踪和同步，被广泛地运用到电子设备中去，成为电子设备的常用部件之一。

1 锁相环技术国内外研究现状1.1 锁相环技术的产生背景锁相环技术产生于上世纪30年代，并在上世纪30年代快速发展，在40年代时被广泛地运用到电视信号技术接收中去。

空间技术的发展给锁相环技术的发展带来发展契机，使得锁相环技术实现跨越式发展。

数字电路技术的发展和不断成熟，锁相环技术被广泛地运用到相关产品中去，如调制解调、图像处理等多个方面的运用。

锁相环技术在数字电路技术的发展中不断地吸取数字电路技术的优点，从而提高了锁相环技术的可靠性，实现了锁相环技术功能强大且体积小，价格低的目标，为锁相环技术市场的开拓加快了脚步进程。

对锁相环技术发展过程中不断暴露出来的零点漂移，容易受到气候环境影响等缺点进行克服，提高锁相环技术的实时处理能力已经成为未来锁相环技术发展革新的主要发展方向和动力。

锁相环技术控制的电压是分离分散的，其误差导致的信号控制也是离散的，并不是连续的，因此被称为全数字锁相环。

1.2 锁相环技术发展现状锁相环路是锁相环技术主要的核心环节，它通过相位误差系统来对相位进行负反馈，进而实现相位的同步。

电路仿真技术在通信电子中的应用实例

电路仿真技术在通信电子中的应用实例一、引言通信电子是现代社会中广泛使用的技术，它涉及到我们日常生活中使用的各种电子设备。

为确保通信电子设备的性能和可靠性，通信电子的设计过程需要进行电路仿真。

本文将探讨电路仿真技术在通信电子中的应用实例。

二、电路仿真的概念电路仿真是指使用计算机模拟电路行为的一种方法。

通常，电路仿真使用数值方法分析电路行为。

电路仿真是电子工程师设计电路的重要工具，通常用于设计和测试电路行为。

三、电路仿真工具的选择在通信电子的设计过程中，电路仿真工具的选择至关重要。

目前市场上有很多商业化和免费的电路仿真工具。

常用的商业仿真工具包括PSPICE、MULTISIM等，而免费的工具则有LTspice、QUCS等。

四、电路仿真技术的应用实例1.频率计频率计通常用于测量非常快速的信号。

通常，它们的带宽在数百兆赫兹以上，而且计数率相对较快。

使用LTspice进行电路仿真，可以根据所需的输出频率来构建电路模型，并进行仿真和测试。

该模拟电路主要包括振荡器、计数器、频率分配器等。

2.PLL（锁相环）电路锁相环电路是一种控制系统，可以将源信号与参考信号的频率同步。

该电路经常用于数字通信系统中，包括RS-232串口、以太网和无线通信等。

使用多边形模型，可以构建基于锁相环的电路模型，并对其进行仿真和测试。

3.电源管理器电源管理器是一种可编程电源管理IC，用于管理供电系统的一些参数，从而改善整个系统的性能。

可以使用MULTISIM进行电路仿真，可以根据不同的电源要求来构建电路模型，并进行仿真和测试。

4.数字滤波器数字滤波器是一种用于对数字信号进行过滤和处理的电路。

使用电路仿真工具，可以构建不同的数字滤波器，并对其进行仿真和测试。

常用的数字滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

五、总结本文描述了电路仿真技术在通信电子中的应用实例。

通过使用电路仿真工具，可以帮助电子工程师设计更可靠、更高效的电路，并对其进行验证。

基于Multisim的锁相环应用电路仿真

第30卷　第3期2008年6月电气电子教学学报J OU RNAL OF EEEVol.30　No.3J un.2008基于Multisim 的锁相环应用电路仿真王　刚,王艳芬,于洪珍(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008)收稿日期:2008201203;修回日期:2008204220第一作者:王　刚(19772),男,硕士生,讲师,主要从事信号分析与处理方向的教学与研究。

E 2mail :wanggang77@摘　要:锁相环及其应用电路是“通信电子电路”课程教学中的重点内容。

本文设计了基于Multisim 的锁相环应用仿真电路,并将其引入课堂教学和课后实验。

文中首先给出了锁相环的仿真模型,然后构建了由其构成的锁相环调频、鉴频和接收仿真电路,并给出了仿真波形。

实践证明,采用这种方式可以帮助学生对相关内容的理解,并为今后进行系统设计工作打下良好的基础。

关键词:锁相环;Multisim ;调频电路;鉴频电路;接收电路中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:100820686(2008)0320067203The Simulation of PLL and Its Application Circuit B ased on MultisimWANG G ang ,WANG Yan 2fen ,Y U H ong 2zhen(School of I nf ormation &Engineering ,China universit y of Mine &Technology ,X uz hou 221008,China )Abstract :The p hase 2locked loop and it s application circuit are key content in t he teaching of Communication Elect ronic Circuit.This article designs some PLL application circuit based o n Multisim and int roduces it into teaching in class and experiment after class.First ,it gives t he PLL simulation model.Then it gives t he simulation model of f requency modulator ,frequency detector and receiver circuit based on Multisim.Finally ,it gives t he simulation profile .The p ractice proved t hat ,t his met hod can help t he st udent s to understand correlation content ,and build good foundation for f urt her system design work.K eyw ords :PLL ;Multisim ;frequency modulator ;frequency detector ;receiver circuit 锁相环是一种自动相位控制系统,广泛应用于通信、雷达、导航以及各种测量仪器中。

数据通信原理实验报告

DONGFANG COLLEGE，FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY UNIVERSITY课程名称：数据通信原理系别：计算机系年级专业： 2010级电子信息工程学号： 1050302103姓名：廖少兵任课教师：詹仕华成绩：2012 年12 月25 日实验项目列表序号课程名称成绩指导教师1 模拟信号源实验詹仕华2 接收滤波器与功放实验詹仕华3 基带信号的常见码型变换实验詹仕华4 AMI/HDB3编译码实验詹仕华5 FSK（ASK）调制解调实验詹仕华67891011121314151617181920实验一模拟信号源实验实验室名称：_______ 实验设备号：实验时间：成绩：模拟信号源实验1、实验目的和要求1．了解本模块中函数信号产生芯片的技术参数；2．了解本模块在后续实验系统中的作用；3．熟悉本模块产生的几种模拟信号的波形和参数调节方法。

2、实验原理本模块主要功能是产生频率、幅度连续可调的正弦波、三角波、方波等函数信号（非同步函数信号），另外还提供与系统主时钟同源的2KHZ正弦波信号（同步正弦波信号）和模拟电话接口。

在实验系统中，可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用做PAM、PCM、ADPCM、CVSD（ M）等实验的音频信号源。

本模块位于底板的左边。

3、主要仪器设备1．非同步函数信号、同步正弦波信号、模拟电话输入电路2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．频率计1台4．20M双踪示波器1台5.小电话单机1部1．非同步函数信号（实物图片如下）它由集成函数发生器XR2206和一些外围电路组成，XR2206芯片的技术资料可到网上搜索得到。

函数信号类型由三档开关K01选择，类型分别为三角波、正弦波、方波等；峰峰值幅度范围0～10V ，可由W03调节；频率范围约500HZ ～5KHZ ，可由W02调节；直流电平可由W01调节（一般左旋到底）。

非同步函数信号源结构示意图，见图2-1。

基于锁相环红外通信系统的设计与制作

36 | 电子制作 2017年11月的中心频率大约为60kHz因为人耳听到的音频信号在20-20kHz之间，所以选择的调制频率f0大于40kHz即可。

音频信号经频率调制后，进入由红外发射二极管D1~D3构成的红外发射电路，将信号发出整个红外发送电路如图2所示。

■1.2 红外接收机电路的设计接收电路主要分为解调部分和音频放大两部分，将接收到的红外光放大后输入到CD4046的14脚经过鉴频从10脚输出原始语音信号，LM386是将微弱的语音信号进行放管发送红外光。

红外无线音频接收装置由红外接收器，前置放大，CD4046解调电路，LM386音频放大电路及扬声器等组成。

红外接收器将接收到的载有音频的高频信号输送到前置放大器进行放大处理，再输入到CD4046频率解调电路将音频信号解调出来，后将其输入到LM386音频放大电路，进行音频放大，放大后就可以使扬声器还原出原始音频。

整个工作流程经过这一系列的处理，可以实现短距离的音频传输。

整个系统的框图如图1所示。

■1.1 红外音频信号发送装置电路发送装置由电源电路，音频信号前置放大电路，锁相环调制电路和红外发射驱动电路电路组成。

语音产生的电信号与其他低频电信号一样，一般不能直接作远距离传输。

被传送的低频音频信号在IN端输入发射机电路。

调节R1，使Q1的Vce的电压接近1V。

提高三极管的静态工作点，对音频信号不失真的放大，接着进入由CD4046构成的频率调制电路。

根据图3，VDD为5V，R3为2M，CD4046的12脚悬空即其接入电阻为无穷大，C3为20p，根据他们之间的曲线图可知VCO图2 红外发送电路1 整个系统的原理框图信息工程大输出给扬声器。

这就是接收器的简要工作过程解调电路如图3所示。

2.测试结果■2.1 调频输出测试载波频率设计36kHz 输入音频信号1kHz仿真得到按照发送电路连接好电路进行仿真可得如图4结果，从图可以看出调频信号输出正常。

图4 调频输出■2.2 频率解调输出按照解调电路连图，可以得到经CD4046 解调后得到原语音信号波形如图5所示，Channel D 所示1kHz，所以接收机CD4046鉴频电路正常工作。

dsp原理及应用锁相环的作用

DSP原理及应用：锁相环的作用1. 锁相环(SPLL)的概念锁相环（PLL）是一种电子电路，它能够在输入信号的基础上生成具有特定相位关系的输出信号。

数字信号处理（DSP）是一种用于处理和分析数字信号的技术。

在本文中，我们将探讨DSP原理及应用中锁相环的作用。

2. 锁相环在DSP中的作用在数字信号处理中，锁相环广泛应用于时钟恢复、频率合成和相位调整等领域。

下面列出了锁相环在DSP中的主要应用：•时钟恢复：在数字通信中，接收端需要恢复出发送端的时钟信息。

由于噪声和传输中的时钟抖动等因素，接收端的时钟可能会有一定的偏移。

锁相环通过比较接收到的数字信号与本地时钟的相位差，自动调整本地时钟的频率和相位，以实现时钟恢复。

•频率合成：在数字信号处理系统中，有时需要生成特定频率的时钟信号或基带信号。

锁相环可以通过调节其自由运行振荡器（VCO）的频率和相位，实现生成所需频率的信号。

•相位调整：在一些特定应用中，需要对信号进行相位调整，以满足特定的要求。

锁相环可以通过控制自由运行振荡器的相位，对信号进行精确的相位调整。

3. 锁相环的工作原理锁相环基本由三个主要部分组成：相位检测器（PD）、低通滤波器（LPF）和自由运行振荡器（VCO）。

下面对锁相环的工作原理进行详细说明：•相位检测器：相位检测器比较输入信号与反馈信号的相位差，并将其转化为电压或数字信号输出。

常见的相位检测器有边沿触发相位检测器和采样相位检测器等。

相位检测器的输出信号表示输入信号与反馈信号之间的相位差。

•低通滤波器：锁相环的输出信号被发送到一个低通滤波器进行滤波处理。

滤波器的作用是去除高频噪声，使得锁相环能够稳定地锁定到输入信号的频率和相位。

•自由运行振荡器：自由运行振荡器是锁相环的核心部分，它的频率和相位可以通过反馈信号进行调整。

自由运行振荡器的输出信号作为反馈信号输入到相位检测器，与输入信号进行相位比较。

通过不断调整自由运行振荡器的频率和相位，锁相环最终能够锁定到输入信号的频率和相位。

锁相环工作原理

锁相环工作原理引言概述：锁相环（Phase-Locked Loop，简称PLL）是一种常见的电子电路，用于同步信号的频率和相位。

它在通信系统、数字信号处理、时钟同步等领域被广泛应用。

本文将详细介绍锁相环的工作原理，包括基本原理、主要组成部分、工作过程以及应用场景。

一、基本原理：1.1 反馈环路：锁相环的核心是一个反馈环路，通过不断调整输入信号的频率和相位，使其与参考信号保持同步。

这个环路由比较器、低通滤波器和控制电路组成。

1.2 相位检测器：相位检测器用于比较输入信号和参考信号的相位差，产生一个误差信号。

根据误差信号的大小和方向，控制电路将调整输入信号的相位和频率。

1.3 数字控制：现代锁相环通常采用数字控制，通过数字控制器和数字控制电路，实现对反馈环路的精确控制。

数字控制还可以实现自适应调整，提高锁相环的性能。

二、主要组成部分：2.1 振荡器：振荡器是锁相环的基础，它产生一个参考信号，用于与输入信号进行比较。

常见的振荡器有晶体振荡器和压控振荡器，前者具有稳定的频率，适用于需要高精度的应用，而后者可以通过调节电压来改变频率，适用于需要频率可调的应用。

2.2 分频器：分频器用于将输入信号的频率降低到与参考信号相匹配的频率。

它可以将输入信号分成若干个相等的周期，用于和参考信号进行比较。

2.3 低通滤波器：低通滤波器用于滤除相位检测器输出中的高频噪声，保留误差信号中的低频成分。

它可以使锁相环的输出更加稳定。

三、工作过程：3.1 初始状态：锁相环初始状态下，输入信号和参考信号的频率和相位存在差异。

相位检测器会检测到相位差，并产生一个误差信号。

3.2 调整过程：控制电路根据误差信号的大小和方向，调整输入信号的相位和频率。

通过不断调整，误差信号逐渐减小，直到达到稳定状态。

3.3 稳定状态：当输入信号和参考信号的频率和相位完全一致时，锁相环进入稳定状态。

此时，输出信号与参考信号保持同步，相位差为零。

四、应用场景：4.1 通信系统：锁相环在通信系统中用于频率合成、时钟恢复和信号调制等方面。

案例式“通信电子电路”模块化实验方案设计与实践

实验技术与管理第36卷第12期 2019年12月Experimental Technology and Management Vol.36 No.12 Dec. 2019ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2019.12.041案例式“通信电子电路”模块化实验方案设计与实践余萍，韩东升，李然，李星蓉，贾惠彬（华北电力大学电子与通信工程系，河北保定 071000）摘要：通信电子电路是电子信息类专业的基础课程，实践性很强。

课程组针对本课程传统实验教学中学生被动按步骤实验、主动性不强的问题，设计了案例式模块化实验方案。

以无线收发系统各功能模块电路案例为例，对案例式实验教学进行了探索，引导学生根据实验任务、运用课程知识自行设计实验方案和步骤，分析解决实际问题，以期提高教学效果。

关键词：案例教学法；通信电子电路；实验教学；模块化电路中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2019)12-0174-04Design and practice of case-based modular experiment scheme forcommunication electronic circuitYU Ping, HAN Dongsheng, LI Ran, LI Xingrong, JIA Huibin(Department of Electronic and Communication Engineering, North China Power University, Baoding 071000, China)Abstract: The Communication Electronic Circuit is a basic course of the Electronic Information specialty, which is highly practical. In view of the problem of students’ passive step-by-step experiment and lack of initiative in the traditional experimental teaching of this course, the course group has designed a case-based modular experiment scheme. By taking the circuit cases of each functional module of wireless transceiver system as an example, this paper explores upon the case-based experiment teaching, guides the students to design the scheme and steps of the experiment by themselves according to the experiment task by using the course knowledge, and to analyse and solve the practical problems in order to improve the teaching effect.Key words: case teaching; communication electronic circuit; experimental teaching; modular circuit案例式教学方式由美国哈佛商学院所倡导，所用案例都来自商业管理的真实情境或事件。

[原创]在单片机中锁相环功能

在单片机中锁相环功能锁相环是指一种电路或者模块,它用于在通信的接收机中,其作用是对接收到的信号进行处理,并从其中提取某个时钟的相位信息。

或者说,对于接收到的信号,仿制一个时钟信号,使得这两个信号从某种角度来看是同步的（或者说,相干的）。

由于锁定情形下（即完成捕捉后）,该仿制的时钟信号相对于接收到的信号中的时钟信号具有一定的相差,所以很形象地称其为锁相器。

而一般情形下,这种锁相环的三个组成部分和相应的运作机理是：1 鉴相器：用于判断锁相器所输出的时钟信号和接收信号中的时钟的相差的幅度;2 可调相/调频的时钟发生器器：用于根据鉴相器所输出的信号来适当的调节锁相器内部的时钟输出信号的频率或者相位,使得锁相器完成上述的固定相差功能;3 环路滤波器：用于对鉴相器的输出信号进行滤波和平滑,大多数情形下是一个低通滤波器,用于滤除由于数据的变化和其他不稳定因素对整个模块的影响。

从上可以看出,大致有如下框图：┌—————┐ ┌—————┐ ┌———————┐→—┤ 鉴相器├—→—┤环路滤波器├—→—┤受控时钟发生器├→┬—→└——┬——┘ └—————┘ └———————┘ │ ↑ ↓└——————————————————————————┘可见,是一个负反馈环路结构,所以一般称为锁相环（PLL: Phase Locking Loop）锁相环有很多种类,可以是数字的也可以是模拟的也可以是混合的,可以用于恢复载波也可以用于恢复基带信号时钟锁相环锁相环:为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法,主要有VCO(压控振荡器)和PLL IC ,压控振荡器给出一个信号,一部分作为输出,另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较,为了保持频率不变,就要求相位差不发生改变,如果有相位差的变化,则PLL IC的电压输出端的电压发生变化,去控制VCO,直到相位差恢复!达到锁频的目的!!能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。