锁相器设计实验报告
锁相实验指导内容
实验一 锁相环单元实验一、实验目的1、掌握通用单片集成锁相环LM565的工作原理和应用。
2、了解锁相环LM565参数的计算方法。
二、实验仪器1、EE1642B 型函数信号发生器/计数器 1台2、6504双踪示波器 1台 ３ 锁相技术实验箱三、实验原理和电路说明1、芯片简介LM565是一块工作频率低于1MHz 的通用单片集成锁相环路，其组成方框图如图1-1图1-1 LM565CN 方框图荡器和放大器三部分。
鉴相器为双平衡模拟相乘电路，压控振荡器为积分—施密特电路。
输入信号加在2、3端，7 端外接电容器C 与放大器的集电极电阻R （典型值为3.6K ）组成环路滤波器。
由7端输出的误差电压在内部直接加到压控振荡器的控制端。
6端提供了一个参考电压，其标称值与7端相同。
6、7端可以一起作为后接差动放大器的偏置。
压控振荡器的定¸¸¸¸¸¸¸¸VCO¸¸¸·¸¸¸¸¸¸¸¸¸÷¸¸图1-2 LM565CN 引脚图时电阻T R 接在8端，定时电容T C 接在9端，振荡信号从4端输出。
压控振荡器的输出端4与鉴相器反馈输入端5是断开的，允许插入分频器来做频率合成器。
对LM565而言，压控振荡器振荡频率可近似表示为：TT C R f 42.1≈压控灵敏度为 ：C E f K 500=式中C E 是电源电压（双向馈电时则为总电压）。
鉴相灵敏度为：π4.1=d K放大器增益为 ：4.1=ALM565工作频率范围为0.001Hz~500KHz ，电源电压为±6~±12V ，鉴频失真低于0.2%，最大锁定范围为±60%f ，输入电阻为10K ，典型工作电流为8mA 。
实验五锁相环测试及应用实验报告
：锁相环测试及应用实验试验目的：1．了解锁相环的组成、基本原理及性能特点。
2．掌握集成锁相环4046芯片的使用方法。
3．掌握锁相环路及各部件性能（鉴相特性、压控特性、同步带和捕捉带）的测试方法。
4．掌握锁相调频、锁相鉴频电路的构成、基本原理及参数测试测试方法。
5．掌握简单锁相频率合成器的基本原理及性能指标的测试方法实验设备：1．调幅与调频发射模块。
2．直流稳压电压GPD-3303D3．F20A 型数字合成函数发生器/计数器 4．DSO-X 2014A 数字存储示波器实验原理：1. 锁相环的组成及基本原理锁相环路（PLL ）亦称自动相位控制（APC ）电路，它是一种利用相位误差消除频率误差的反馈控制系统。
如图1所示，由鉴相器（相位比较器）、环路滤波器（低通滤波器）和压控振荡器三个基本部件组成。
若o i f f ≠，瞬时相位差ϕ∆将随时间而变化；若i of f ϕ∆=保持固定值。
锁相环就是利用两个信号之间相位差的变化，控制压控振荡器的输出信号频率，最终使两个信号相位差保持为常数，达到频率相等。
锁相环的工作过程：如图1所示，若o i f f ≠，必将引起ϕ∆的变化，鉴相器输出正比于ϕ∆的误差电压()d u t 。
经环路滤波器滤除()d u t 中的高频分量和噪声，产生缓慢变动的直流电压()c u t 。
VCO 受控于()c u t ，使得振荡频率o f 与输入参考频率i f 的频差逐渐减小，直到o i f f =，电路达到稳定平衡状态，即锁定状态。
此时，ϕ∆保持一个不变的稳态相差ϕ∞，以维持电路的平衡状态。
需要指出，环路能达到锁定状态，是在o f 与i f 相差不大的范围内。
2. 几个重要概念 ⑴ 失锁与锁定开始工作时， o i f f ≠，ϕ∆不固定，环路处于不稳定状态，称为失锁。
当o i f f =时，ϕ∆保持常数，电路进入稳定状态，称为锁定。
⑵ 跟踪过程与捕捉过程在环路锁定状态下，如果输入信号频率i f 发生变化，环路通过自身的调节作用，使输出信号频率o f 以同样的规律跟随着变化，并且始终保持o i f f =，这个过程称为跟踪过程或同步过程。
锁相技术实验报告
计算机与信息技术学院锁相技术实验报告一、实验目的1、 熟悉由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。
2、 观测移相电路的功能及使用方法。
二、实验仪器或设备1、 锁相技术实验性2、 20MHz 双踪示波器3、 连接线三、设计原理1、 移相电路的工作原理U2=jwc R R 1+111U jwc jwRc U ⨯+=⨯ 22)(110)2()(1112wRC wRC U U arctgwRC wRC wRC jwRCjwRC U U +=-<+=+=其模为：π 2、 实验电路本次试验中，实际的RC 移相电路原理如下图所示：四、实验步骤1、将移相器，信号源模块的电源打开。
2、按高频DDS信号源模块的F-PS按键，使LED25亮，按F-UP键，用频率记观察DDSH-OUT的输出，使其输出频率为40K-50K。
3、用连接线将DDSH-OUT连至移相器模块的IN1测试点，用示波器观察移相器OUT1的波形，并对比DDSH-OUT的波形。
4、调节VR161，用示波器同时观察移相器IN1和OUT1的波形。
5、用连接线将相器模块的OUT1连至移相器模块的IN2测试点。
6、调节VR161或VR162，用示波器同时观察移相器IN1和OUT2的波形。
五、结果分析与总结总结：熟悉了由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。
观测了移相电路的功能及使用方法。
图一、DDSH-OUT的输出频率为14K的信号源。
图二、用示波器观察移相器IN1和OUT1的波形，分别为余弦和反余弦。
图三、用示波器观察移相器IN1和OU2的波形，分别为余弦和反正弦。
锁相环实验报告
锁相环实验报告锁相环实验报告一、实验目的本次实验的目的是了解锁相环（PLL）的原理和应用，掌握PLL电路的设计和调试方法，以及了解PLL在通信系统中的应用。
二、实验原理1. PLL原理锁相环是一种基于反馈控制的电路，由比例积分环节、相位检测器、低通滤波器和振荡器等组成。
其基本原理是将输入信号与参考信号进行比较，并通过反馈调整振荡频率，使得输入信号与参考信号同步。
2. PLL应用PLL广泛应用于通信系统中，如频率合成器、时钟恢复器、数字调制解调器等。
三、实验设备和材料1. 实验仪器：示波器、函数发生器等。
2. 实验元件：电阻、电容等。
四、实验步骤1. 搭建PLL电路并连接到示波器上。
2. 调节函数发生器输出正弦波作为参考信号，并将其输入到PLL电路中。
同时，在函数发生器上设置另一个正弦波作为输入信号，并将其连接到PLL电路中。
3. 调节PLL参数，包括比例积分系数和低通滤波器截止频率等，使得输入信号与参考信号同步。
4. 观察示波器上的输出波形，记录下PLL参数的取值。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过调节PLL参数，成功实现了输入信号与参考信号的同步，并在示波器上观察到了稳定的输出波形。
记录下了PLL参数的取值，如比例积分系数和低通滤波器截止频率等。
2. 实验分析通过本次实验，我们深入了解了锁相环的原理和应用，并掌握了PLL电路的设计和调试方法。
同时，我们也了解到PLL在通信系统中的重要作用，如时钟恢复、数字调制解调等。
六、实验结论本次实验成功地实现了输入信号与参考信号的同步，并掌握了PLL电路的设计和调试方法。
同时也加深对于PLL在通信系统中应用的认识。
七、实验注意事项1. 在搭建电路时应注意接线正确性。
2. 在调节PLL参数时应注意逐步调整，避免过度调整导致系统失控。
3. 在观察示波器输出波形时应注意放大倍数和时间基准设置。
锁相实验报告
实验一集成压控振荡器构成的频率调制器1.1 实验目的1.进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理2.掌握集成电路频率调制器的工作原理。
1.2 预习要求1.查阅有关集成电路压控振荡器资料。
2.认真阅读指导书，了解566(VCO的单片集成电路)的内部电路及原理。
3.搞清566外接元件的作用。
4、弄懂实验原理与实验步骤。
5、写好预习报告。
1.3 实验仪器设备1. 双踪示波器，≥60MHz，1台，可用一般示波器。
2. 频率计，测量范围≥10MHz，分辨率≤1Hz，1台（也可使用示波器）。
3. 高频信号发生器，≥60MHz，1台。
4. 电容表，测量范围10pF~1µF。
5. 万用表，MF-47或其他，1块（也可使用示波器）。
6. 实验电路板及相应元器件，按电路图配置，1套。
1.4 实验原理1、566(VCO的单片集成电路)的电路组成及工作原理566采用的是积分施密特触发器型的压控振荡器，其原理电路如图15.6.1所示，电路由恒流源控制电路(I O)、积分器(T1、T2、T3、D1、D2、C T) 和施密特触发器三部分组成。
施密特触发器的输入输出信号关系如图15.6.2所示。
E C施密特触发器的正向触发电平定义为U SP ，反向触发电平定义为U SM ，当电容C T 充电使其电压上升至U SP ，此时施密特触发器翻转，输出为高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压u 0为高电平；当电容C T 放电时，其电压下降，降至U SM 时施密特触发器再次翻转，输出为低电平从而使u 0也变为低电平。
用u 0的高、低电平控制三极管T 3的通断，也控制了二极管D 1、D 2即S 1和S 2两开关的）闭合与断开。
u 0为低电平时T 3截止，T 1、T 2也截止，二极管D 1截止，D 2加正端高电位，负极低电位导通，这时I 0全部给电容C T 充电，使电容上的电位上升，由于I 0为恒流源，电容电位线性斜升，升至U SP 时u 0跳变为高电平，u 0高电平时控制T 3、T 1、T 2导通，T 1的集电极为低电位，T 2的集电极也是充放电电容电位为高电位，此时D 1导通，D 2截止，恒流源I 0全部流经D 1、T 1到T 3入地，因T 2与T 1同时导通，当两管参数对称时，I B1=I B2，I C1=I C2=I 0，T 2的电流由C T 放电电流提供，因此电容电位线性斜降，降至U SM 时u 0跳变为低电平，如此周而复始循环下去。
锁相环实验报告
锁相环实验报告锁相环实验报告引言：锁相环（Phase-Locked Loop，简称PLL）是一种常见的电子系统控制技术，广泛应用于通信、测量、信号处理等领域。
本实验旨在通过设计和搭建一个基本的锁相环电路，深入理解锁相环的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建锁相环电路，实现对输入信号的频率、相位的跟踪和稳定。
具体目标包括：1. 理解锁相环的基本原理和工作方式；2. 学会设计和搭建基本的锁相环电路；3. 通过实验验证锁相环的频率和相位跟踪性能。
二、实验原理1. 锁相环的基本原理锁相环是一种反馈控制系统，由相位比较器、低通滤波器、电压控制振荡器（Voltage Controlled Oscillator，简称VCO）和分频器组成。
其基本原理如下：（1）相位比较器：将输入信号和VCO输出信号进行相位比较，输出相位误差信号；（2）低通滤波器：对相位误差信号进行滤波，得到控制量；（3）VCO：根据控制量调整输出频率，使其与输入信号保持相位同步；（4）分频器：将VCO输出信号分频后反馈给相位比较器，形成闭环控制。
2. 锁相环的应用锁相环广泛应用于频率合成、时钟恢复、频率/相位调制解调等领域。
例如，在通信系统中，锁相环常用于时钟恢复电路，保证数据传输的稳定性和可靠性。
三、实验内容与步骤1. 实验器材与元件准备（1）信号发生器：产生待测频率的正弦信号；（2）锁相环芯片：如CD4046、PLL565等；（3）电阻、电容等元件：用于搭建锁相环电路；（4）示波器：用于观测和分析实验结果。
2. 搭建锁相环电路根据锁相环的基本原理和实验要求，设计和搭建一个简单的锁相环电路。
电路中包括相位比较器、低通滤波器、VCO和分频器等模块，并连接好电源和地线。
3. 实验操作步骤（1）将信号发生器的输出信号接入锁相环电路的输入端；（2）调节信号发生器的频率，观察锁相环的跟踪效果；（3）通过示波器观察锁相环输出信号的频率和相位稳定性。
锁相放大器实验报告BY陈群
锁相放大器实验报告BY陈群浙江师范大学实验报告实验名称锁相放大实验班级物理071姓名陈群学号07180116同组人刘懿钧实验日期09/12/1室温气温锁相放大实验摘要：锁相放大器(Lock-in amplifier, LIA)自问世以来，在微弱信号检测方面显示出优秀的性能，它能够在较强的噪声中提取信号，使测量精度大大提高，在科学研究的各个领域得到了广泛的应用。
它利用待测信号和参考信号的互相关检测原理实现对信号的窄带化处理，能有效地抑制噪声，实现对信号的检测和跟踪。
因此，学生掌握锁相放大技术的原理与应用具有重要的意义。
关键词：锁相放大器微弱信号PSD信号引言：在进展一日千里的现代科技领域中，精密量测技术的发展对于近代工业有关键性的影响。
当我们研究的系统日趋庞大，交互作用复杂，但所欲了解的现象却越来越精细时，如何在一大堆讯号中获得我们真正想要的信息便成为一个重要的课题。
一般的线性放大器可以将微弱的电子讯号放大，但若我们所要的信号中伴随着噪声信号，则两者都会一起放大，亦即此伴随的噪声无法滤除。
尤其当噪声强度远大于所要的信号时，即必须藉助特殊的放大器以同时放大讯号并滤去噪声。
锁相放大器是一种能测量极微弱的连续周期性信号的仪器。
这些微弱信号可以小至数奈伏特(nV),其至隐藏在大它数千倍的噪声当中，亦能精确的测得。
连续周期性信号与噪声不同之处，在于前者具有固定的频率及相位，后者则杂乱无章。
锁相放大器便是利用所谓”相位灵墩侦测(phase-sensitive detection, PSD)”的技术以取得具有特定频率与相位的信号，而不同于此频率的噪声则被抑制下来，使输出讯号不受噪声影响。
实验方案：实验原理锁相放大器的基本结构如图所示，包括信号通道、参考通道、相敬检测器(PSD)和低通滤波器(LPF)等。
信号通道对调制正弦信号输入进行交流放大，将微弱信号放大到足以推动相敬检测器工作的平台，并且要滤除部分干扰和噪声，以提高相敬检测的动态范圉。
实验 锁相技术
Oljkhjghj 实验一移相器单元实验一、实验目的1、掌握RC移相电路的工作原理和应用。
2、熟悉移相器单元的使用方法。
二、实验仪fgf 器1、EE1642B型函数信号发生器/计数器1台2、6504双踪示波器1台3、TKSXJ-2型锁相技术实验箱1个三、实验原理和电路说明1、实验电路移相器单元电路如图1-1所示。
图1-1 移相器单元实验电路图2、移相器的使用1）相位粗调→120°⑴相位细调→0°，调节相位微调电位器到适当位置使输出与输入同相。
再调节相位微调电位器使输出与输入相位差为30°。
⑵相位细调→60°，调节相位微调电位器到适当位置使输出与输入相位差60°，再调节相位微调电位器使输出与输入相位差为90°。
⑶相位细调→120°，调节相位微调电位器到适当位置使输出与输入相位差120°。
2)、相位粗调→240°⑴调节相位微调电位器使输出与输入相位差为150°。
⑵相位细调→180°，调节相位微调电位器到适当位置使输出与输入相位差180°，再调节相位微调电位器使输出与输入相位差为210°。
⑶相位细调→240°，调节相位微调电位器到适当位置使输出与输入相位差240°。
3) 相位粗调→360°⑴调节相位微调电位器使输出与输入相位差为270°。
⑵相位细调→300°，调节相位微调电位器到适当位置使输出与输入相位差300°，再调节相位微调电位器使输出与输入相位差为330°。
⑶相位细调→360°，调节相位微调电位器到适当位置使输出与输入相位差360°。
通过上面的方法就可以实现相位的连续调节，在做实验时要求每隔30°测一个点，把上面各点上所测得的Ud值描在坐标纸上，并连接各点，就得到了鉴相特性的曲线，据曲线便K。
锁相放大器原理实验报告
锁相放大器原理实验报告.docx艾孜买提江111XXXX0226物理112班一、实验目的l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法二、实验原理实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出现，影响了测量的精确性和灵敏度。
特别当噪声功率超过待测信号功率时，就需要用微弱信号检测仪器和设备来恢复或检测原始信号。
这些检测仪器是根据改进信噪比的原则设计和制作的。
可以证明，当信号的频率和相位己知时。
采用相干检测技术能使输出信噪比达到最大，微弱信号检测的著名仪器锁定放大器，就是采用这一技术设计与制造的。
锁定放大器是以相干检测技术为基础，其核心部分是相关器，基本原理框图如图1所示。
而锁定放大器的主要由三部分组成，即：信号通道(相关器前那一部分)、参考通道和相关器(包括直流放大器)。
图1.锁定放大器的基本原理图首先介绍相关器：它是锁定放大器的核心部分，其基本原理如下：1、相关接收原理互相关接收对于已知为周期性的信号的检测十分有用。
图所示，输入乘法器的两路信号中，e1(t)为被检测信号，是VA(t)与背景信号Vn(t)的叠加，e2(t)为在接收设备中设法产生的与被检测信号VA(t)同步的参考信号VB(t)。
将参考信号与杂有噪声的输入信号进行相关，得到被测信号的相关函数，就代表了被测信号。
其相关函数为：由于噪声Vn(t)与参考信号VB(t)的相关性，RNB=0，因此有2、相关器相关器由相敏检波器(PSD)与低通滤波器组成，是锁定放大器的核心部件。
锁定放图3锁定放大器中通常采用的相关器大器中的相关器，通常采用图3所示的形式，由一个开关式乘法器(_)与低通滤波器(LPF)组成。
(1)同步检测器令图3中输入开关乘法器的被测信号VA(t)和参考信号VB(t)分别为则开关乘法器的输出信号为可见开关乘法器的输出由和频(wA+wB)和差频(wA-wB)两部分组成。
锁相环倍频器的实训报告
一、实训目的通过本次实训，使学生掌握锁相环倍频器的基本原理、设计方法和实验技能，提高学生运用理论知识解决实际问题的能力，培养学生的动手操作能力和团队协作精神。
二、实训内容1. 锁相环倍频器的基本原理锁相环倍频器是一种能够将输入信号频率进行整数倍放大的电路。
它主要由压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD）、低通滤波器（LPF）和分频器组成。
当输入信号与VCO的输出信号之间存在相位差时，PD将这个相位差转换为误差电压，通过LPF滤波后，控制VCO的频率，使VCO的输出信号与输入信号保持同步，从而达到倍频的目的。
2. 锁相环倍频器的设计（1）选择合适的VCO：根据输入信号的频率和所需的倍频次数，选择合适的VCO，确保VCO的频率范围满足设计要求。
（2）设计鉴相器：鉴相器的作用是检测输入信号与VCO输出信号的相位差，并将相位差转换为误差电压。
常用的鉴相器有乘法鉴相器和相位比较鉴相器。
（3）设计低通滤波器：低通滤波器的作用是滤除误差电压中的高频分量，使其平滑，以便控制VCO的频率。
常用的低通滤波器有RC滤波器和有源滤波器。
（4）设计分频器：分频器的作用是将VCO的输出信号进行分频，得到所需的倍频信号。
常用的分频器有数字分频器和模拟分频器。
3. 锁相环倍频器的实验（1）搭建实验电路：根据设计好的电路图，搭建锁相环倍频器实验电路。
（2）测试电路性能：使用示波器、频率计等仪器，测试电路的输出信号频率、相位噪声、频率稳定度等性能指标。
（3）分析实验结果：根据实验数据，分析电路性能，找出存在的问题，并提出改进措施。
三、实训过程1. 实验准备（1）查阅相关资料，了解锁相环倍频器的基本原理、设计方法和实验技巧。
（2）熟悉实验设备和仪器，了解其性能和操作方法。
（3）设计实验电路图，列出所需元器件清单。
2. 搭建实验电路（1）按照实验电路图，连接电路元器件。
（2）检查电路连接是否正确，确保电路安全可靠。
3. 测试电路性能（1）使用示波器观察VCO的输出信号波形，记录频率、相位噪声等数据。
锁相实验报告
电子信息工程综合实验姓名吴冰清学号 0704210246学院电光学院指导老师谭文实验一虚拟仪器综合使用实验一、实验目的学习掌握虚拟仪器DSO-2902示波器/逻辑分析仪和PC-LAB20000任意波形信号源的功能及使用方法，达到熟练运用程度。
二、实验仪器1．DSO-2902示波器/逻辑分析仪一台2．PC-LAB20000任意波形信号源一台3．普通示波器/信号源各一台4．微机一台5．微机专用直流电源一台三、实验内容1．了解DSO-2902示波器/逻辑分析仪基本配置。
2．学习硬件及其软件的安装。
3．掌握DSO-2902示波器/逻辑分析仪和PC-LAB20000任意波形信号源的使用方法。
四、实验结果1．用DSO-2902示波器观察、测试、存储各种信号的波形、幅度、频率。
1）各波形参数特征波形正弦波方波三角波单脉冲串锯齿波标准信号参数频率/Hz 1.5k 500 200k 40k 10 峰峰值V pp/V 1 5 8 3 2.5 直流偏压/V0 2 -1.5 3.5 0测量条件探头比率1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 采样频率/Hz500K 100k 10M 2M 10k X轴灵敏度/us500 500 2.5 25 25k Y轴灵敏度/V0.5 1 1 1 1 耦合方式DC DC DC DC DC测得数据频率/Hz 1.504k 500 200 40 10 峰峰值/V0.98 4.96 7.52 2.92 2.4 直流偏压/V0 2 -1.2 3.44 -0.042）各波形波形图正弦波：图1.正弦波信号源图2.正弦波波形图3.方波信号源图4.方波波形图5.三角波信号源图6.三角波波形图7.单脉冲串信号源图8.单脉冲串波形图9.锯齿波信号源图10.锯齿波波形2．用DSO-2902示波器FFT功能观察各种信号的频谱1) 各波形频谱信号参数频率峰峰值正弦波200kHz8V图11.正弦波信号图12.正弦波频谱（功率谱）信号参数频率峰峰值方波200kHz 8V图13.方波信号图14.方波频谱（功率谱）信号参数频率峰峰值三角波200KHz 8V图15.三角波信号图16.三角波频谱（功率谱）频率峰峰值单脉冲10Hz 2.5V图17.单脉冲串信号图18.单脉冲频谱（幅度谱）频率峰峰值锯齿波10Hz 2.5V图19.锯齿波信号图20.锯齿波频谱（幅度谱）实验二 DDS 信号发生器一、实验目的1. 学习掌握DDS 信号源的原理设计；2. 了解专用AD9850 集成电路芯片功能，用专用芯片设计DDS 信号源；3. 学习掌握一种单片机的编程技巧与单片机的外围电路设置，实现与专用芯片的对接。
锁相环实验报告
锁相环实验报告1. 引言锁相环（Phase-Locked Loop，简称PLL）是一种常用的控制系统，可以实现输入信号与参考信号之间的相位同步。
在通信、控制、测量等领域有广泛的应用。
本实验旨在通过搭建锁相环电路并进行实验，深入了解锁相环的工作原理和特性。
2. 实验设备和器材本实验所用设备和器材如下： - 函数发生器 - 直流稳压电源 - 射频信号源 - 锁相环芯片 - 示波器 - 电阻、电容等器件 - 连接线等3. 实验原理锁相环是由相位比较器、低通滤波器、控制电压产生电路和VCO（Voltage Controlled Oscillator）组成。
其工作原理可分为以下几个步骤：1.输入信号与参考信号经过相位比较器进行比较，得到相位误差信号。
2.相位误差信号经过低通滤波器得到控制电压。
3.控制电压经过控制电压产生电路产生驱动VCO的控制信号。
4.VCO根据控制信号输出频率可变的信号。
5.输出信号经过除频器和低通滤波器得到稳定的参考信号。
4. 实验步骤1.连接实验电路，将函数发生器作为输入信号源，射频信号源作为参考信号源，分别接入相位比较器的输入端和参考输入端。
将相位比较器的输出接入低通滤波器，再将低通滤波器的输出接入控制电压产生电路。
控制电压产生电路的输出接入VCO的控制信号输入端，VCO的输出信号接入除频器和低通滤波器，最后将低通滤波器的输出与相位比较器的输入相连。
2.将实验电路接通电源，调节函数发生器和射频信号源，使得函数发生器输出的波形为正弦波，在示波器上观察输入信号和输出信号。
3.调节控制电压产生电路中的参数，观察输出信号的频率和相位变化。
4.调节VCO的参数，观察输出信号的频率和相位变化。
5.记录实验数据并进行分析。
5. 实验数据和结果分析根据实验步骤中的操作，记录下实验数据，并进行结果分析。
可以观察到输入信号和输出信号的频率和相位的变化情况，通过对比分析得出锁相环的工作特性。
6. 结论通过本次实验，我们深入了解了锁相环的工作原理和特性。
锁相放大器实验报告
锁相放大器实验报告锁相放大器实验报告引言：锁相放大器是一种用于测量微弱信号的高精度仪器，广泛应用于光电子学、材料科学等领域。
本实验旨在通过锁相放大器的使用，探索其原理和应用，并验证其在信号测量方面的优势。
一、实验目的本实验的主要目的是学习锁相放大器的工作原理和使用方法，并通过实验验证锁相放大器在测量微弱信号时的优越性能。
二、实验装置本实验所使用的实验装置主要包括锁相放大器、信号发生器、光电探测器等。
其中，锁相放大器是实验的核心设备，其通过对输入信号进行相位调制和解调，实现对微弱信号的放大和测量。
三、实验步骤1. 连接实验装置：首先，将信号发生器和光电探测器分别与锁相放大器连接，确保各设备之间的信号传输正常。
2. 设置实验参数：根据实验要求，设置锁相放大器的工作频率、相位等参数，以及信号发生器的频率和幅度等参数。
3. 测量信号：通过调节信号发生器的输出信号，使其与待测信号频率相匹配，然后通过光电探测器将信号转化为电信号输入到锁相放大器中。
4. 数据采集与分析：通过锁相放大器的显示屏或计算机软件，获取测量到的信号数据，并进行分析和处理，得到所需的实验结果。
四、实验结果与讨论通过实验，我们得到了一系列测量结果，并进行了相应的数据分析和讨论。
首先，我们验证了锁相放大器对微弱信号的放大效果。
实验结果表明，锁相放大器能够有效地放大微弱信号，并提供高精度的测量结果。
其次，我们研究了锁相放大器的相位调制和解调原理。
相位调制是通过改变输入信号的相位，使其与参考信号保持一定的相位差，从而实现对信号的放大和测量。
而解调则是将锁相放大器输出的调制信号恢复为原始信号，并进行相应的分析和处理。
另外，我们还探索了锁相放大器在光电子学领域的应用。
通过将锁相放大器与光电探测器相结合，我们可以实现对光信号的高精度测量，这在光通信、光谱分析等领域具有重要的应用价值。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了锁相放大器的工作原理和使用方法，并验证了其在信号测量方面的优越性能。
模拟锁相环实验报告
模拟锁相环实验报告实验一模拟锁相环模块一、实验原理和电路说明模拟锁相环模块在通信原理综合实验系统中可作为一个独立的模块进行测试。
在系统工作中模拟锁相环将接收端的256KHz 时钟锁在发端的256KHz 的时钟上，来获得系统的同步时钟，如HDB3接收的同步时钟及后续电路同步时钟。
f 0=256K H z 64K H z U P 04U P 03B U P 02U P 01512K H z 分频器÷4分频器÷8H D B 3环路滤波器放大器图 2.1.1 模拟锁相环组成框图T P P 02T E S T 跳线器K P 02V C O T P P 03T P P 06T P P 04T P P 05256K b itp sT P P 07带通滤波器T P P 01U P 03A 64K H z 该模块主要由模拟锁相环UP01（MC4046）、数字分频器UP02（74LS161）、D 触发器UP04（74LS74）、环路滤波器和由运放UP03（TEL2702）及阻容器件构成的输入带通滤波器（中心频率：256KHz ）组成。
在UP01内部有一个振荡器与一个高速鉴相器组成。
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。
锁相调频电路实验
锁相调频电路实验实验六锁相调频电路实验一、实验目的1、进一步了解锁相环路的工作原理及性能特点。
2、初步熟悉锁相环路及其基本组成的部件性能指示的测试方法。
二、实验原理1、我们知道锁相环路由鉴相器（Phase Detector）环路滤波器（Loop Fifter）和压控振荡器（voltage control oscillator）三个基本部分组成。
锁相环路实际上是一个相位自动调节系统（ω≠ωR）进入锁定状态ωV=ωR的捕捉过程，与环路保持锁定状态的同步和跟踪过程。
锁相环锁定和失锁的基本标志是：锁定时ω=ωV，△ω=0鉴相器输出一直流电压Vd可以用直流电压表测出，也可以用示波器观察。
失锁时，ω≠ωV鉴相器输出一个交变的交流电压，用直流电压表测量时，其Vd为零，用示波器观察则Vd为交变的交流信号电压，鉴相器的鉴相灵敏度，VCO的控制特性，环路滤波器的滤波性能等参数都对锁相环的性能有很大的影响。
同步过程：起始条件是环路已处于动态平衡中由于不稳定因素的影响，使ωV 产生缓慢漂移时，环路内所发生的使ωV继续锁定在ωR 上的过程，同步过程的进行受一定的限制当起始频差δωV达到一定值时，环路是不能再锁定而失锁，这一边界ΔωH成为同步带。
捕捉过程：起始条件是环路失锁既ωR≠ωV的情况下，环路由失锁进入锁定时环路内所发生的运动过程。
捕捉过程分为快捕和慢捕，通常所指为快捕过程。
捕捉带，它是指环路失锁已既进入锁定的两个边界频率之差的1/2。
2、实验电路介绍实验电路如图6—1所示：限幅器：对输入的方波信号进行整形，消除毛刺、寄生调幅。
用7LS00与非门来完成。
鉴相器：比较两个信号的相位产生与相位差成下比例的电压、它也利用与非门来完成。
（74LS00）74LS00是二输入端四与非门。
图6—1 锁相环路实验电路方框图滤波器：选出反映相位差的直流分量去控制VCO，本滤波器为比例滤波器。
放大器：由LM741组成的基极定时多谢振荡器，它的振荡频率相位受到控制得以调整输出反馈到鉴相器。
锁相环实验报告
锁相环实验报告引言在电子、通信和控制系统中，锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）是一种广泛应用的反馈控制系统，用于提供稳定的频率和相位锁定。
本实验旨在探究锁相环的原理、结构和性能，并通过实际实验验证其工作原理。
锁相环原理锁相环是一种负反馈控制系统，通常由相频控振荡器（VCO）、相锁环比较器、波形整形电路和滤波器组成。
其基本原理是：通过不断调节VCO的频率，使其输出信号与参考信号的相位差保持在一个稳定的工作范围内。
实验目的1.了解锁相环的基本原理和结构；2.学习锁相环在频率和相位锁定中的应用；3.通过实际实验验证锁相环的工作原理。
实验器材1.锁相环实验台；2.函数信号发生器；3.示波器；4.电压表；5.连接线等。
实验步骤搭建实验平台1.将锁相环实验台与函数信号发生器、示波器和电压表连接；2.正确接入电源，打开锁相环实验台的电源开关； 3.确认各仪器仪表的正常工作。
设置参考信号1.使用函数信号发生器产生一个正弦波信号作为参考信号；2.设置参考信号的频率和幅度。
调节锁相环参数1.调节锁相环的增益参数，观察VCO输出信号的变化；2.尝试不同的锁相环参数组合，观察系统的稳定性和响应性。
改变输入信号1.改变函数信号发生器输出信号的频率；2.观察锁相环的相位锁定和频率锁定过程。
测量锁相环性能1.使用示波器观察锁相环输入信号、输出信号和参考信号的波形；2.使用电压表测量VCO输出信号的频率。
实验结果与分析通过实验我们可以观察到锁相环的工作原理和性能。
在不同的锁相环参数设置下，VCO输出信号的频率和相位与参考信号的变化情况不同。
根据实验数据，我们可以分析锁相环的稳定性、响应速度和抗干扰能力等性能。
结论锁相环是一种广泛应用于电子、通信和控制系统中的反馈控制系统。
通过本实验，我们深入了解了锁相环的原理和结构，并通过实际实验验证了其工作原理。
锁相环具有稳定的频率和相位锁定能力，可以在信号处理和调节控制中起到重要作用。
模拟锁相环实验报告
实验十四模拟锁相环实验一、实验目的1、了解用锁相环构成的调频波解调原理。
2、学习用集成锁相环构成的锁相解调电路。
二、实验容1、掌握锁相环锁相原理。
2、掌握同步带和捕捉带的测量。
三、实验仪器1、1号模块1块2、6号模块1块3、5号模块1块4、双踪示波器1台四、锁相环的构成及工作原理1、锁相环路的基本组成锁相环由三部分组成，如图14-1所示，它由相位比较器PD、低通滤波器LF、压控振荡器VCO三个部分组成一个闭合环路，输入信号为V i(t),输出信号为V0(t),反馈至输入端。
下面逐一说明基本部件的作用。
图14-1 锁相环组成框图一、压控振荡器（VCO）VCO是本控制系统的控制对象，被控参数通常是其振荡频率，控制信号为加在VCO上的电压，故称为压控振荡器，也就是一个电压－频率变换器，实际上还有一种电流－频率变换器，但习惯上仍称为压控振荡器。
二、鉴相器（PD）PD 是一个相位比较装置，用来检测输出信号V 0(t)与输入信号V i (t)之间的相位差θe (t)，并把θe (t)转化为电压V d (t)输出，V d (t)称为误差电压，通常V d (t)作为一直流分量或一低频交流量。
三、环路滤波器（LF ）LF 作为一低通滤波电路，其作用是滤除因PD 的非线性而在V d (t)中产生的无用的组合频率分量及干扰，产生一个只反映θe (t)大小的控制信号V e (t)。
按照反馈控制原理，如果由于某种原因使VCO 的频率发生变化使得与输入频率不相等，这必将使V 0(t)与V i (t)的相位差θe (t)发生变化，该相位差经过PD 转换成误差电压V d (t)，此误差电压经LF 滤波后得到V c (t)，由V c (t)去改变VCO 的振荡频率使趋近于输入信号的频率，最后达到相等。
环路达到最后的这种状态就称为锁定状态，当然由于控制信号正比于相位差，即)()(t t V e d θ∝因此在锁定状态，θe (t)不可能为零，换言之在锁定状态V 0(t)与V i (t)仍存在相位差。
实验四锁相环应用电路实验
实验三锁相环应用电路实验一、实验目的1.掌握锁相环的组成及基本工作原理；2.了解锁相环应用电路的设计方法。
二、实验原理1．锁相环的仿真模型首先在Multisim 软件中构造锁相环的仿真模型(图1) 。
基本的锁相环由鉴相器( PD) 、环路滤波器(L P) 和压控振荡器(VCO) 三个部分组成。
图1中,鉴相器由模拟乘法器A1 实现,压控振荡器为V 3 ,环路滤波器由R1 、C1 构成。
环路滤波器的输出通过R2 、R3 串联分压后加到压控振荡器的输入端, 直流电源V2 用来调整压控振荡器的中心频率。
仿真模型中,增加R2 、R3 及V2 的目的就是为了便于调整压控振荡器的中心频率。
图1 锁相环的仿真模型2.锁相环调频的仿真电路直接调频电路的振荡器中心频率稳定度较低,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。
其结构原理如图2 所示。
图2 锁相环调频电路的原理框图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,也就是说,锁相环路只对慢变化的频率偏移有响应,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。
图3 锁相环调频的仿真电路根据图2 建立的仿真电路如图3 所示。
图中,设置压控振荡器V 1 在控制电压为0 时,输出频率为0 ;控制电压为5V 时,输出频率50kHz 。
这样,实际上就选定了压控振荡器的中心频率为25kHz ,为此设定直流电压V 3 为2.5V 。
调制电压V 4 通过电阻R5 接到VCO 的输入端, R5 实际上是作为调制信号源V 4 的内阻,这样可以保证加到VCO 输入端的电压是低通滤波器的输出电压和调制电压之和,从而满足了原理图的要求。
本电路中,相加功能也可以通过一个加法器来完成,但电路要变得相对复杂一些。
VCO 输出波形和输入调制电压V 4 的关系如图4 所示。
由图可见,输出信号频率随着输入信号的变化而变化,从而实现了调频功能。
锁相实验
专业实验报告实验名称锁相技术实验实验时间2009年01 月14日姓名学号指导老师实验一用锁相环实现二倍频一、实验目的与要求：1.认识面包板并掌握其使用。
2.掌握锁相环的基本原理和D触发器的工作原理。
3.掌握利用锁相环设计倍频器的基本原理。
4.认识芯片CD4046的基本功能和外部链接电路。
5.利用CD4046和74HC74 D触发器构成倍频器。
二、实验内容：用74HC74实现一个二分频，再用CD4046BC芯片实现一个锁相环，然后将二分频接入锁相环VCO的输出与鉴相器的输入之间，搭建相应的电路实现对输入信号的二倍频。
三、实验过程及结果：1. 利用74HC74实现二分频(1) 根据74HC74的管脚分配图，分析D触发器的原理，通过把Q反馈到输入Q，输入信号接到时钟输入CP就可以实现时钟二分频。
其管脚分配图如图1.1所示。
图1.1 74HC管脚图(2) 在面包板板上按所设计的电路图连接电路，注意：74HC74的电源是5V 。
(3) 将输入信号（10in f kHz =的方波）接入电路，利用双通道跟踪示波器同时观察输入信号与输出信号的波形，发现输出信号的频率是输入信号频率的1/2，即此电路实现了对时钟二分频。
示波器波形如图1.2所示。
图1.2 二分频波形（上面的波形是分频后的波形）2. 利用CD4046实现信号跟踪(1) 根据设定的信号频率计算出相关的参数选择合适器件。
环路滤波器：令10in f f kHz ==，则有432110s R C fτ-===，所以取：31R kHz =，20.1(104)C F μ=即。
压控振荡器：401101510R C f τ-==⨯=，110R k ≥Ω ，150C pF ≥，11200.01(103)R k C F μ∴=Ω=取，即。
(2) 在面包板板上按资料说给出的电路图连接电路。
如图1.3所示。
图1.3 倍频器电路图(3) 将输入信号（10in f kHz =的方波）接入电路，利用双通道跟踪示波器同时观察输入信号与输出信号的波形，发现他们的频率一致，有一定的相位偏差，即此电路实现了跟踪。
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锁相器设计实验报告
学院：
专业班级：
学号：
姓名：
任课教师：
年月日
目录
一、实验目的 (3)
二、主要技术指标 (3)
三、系统框图 (3)
四、实验原理 (4)
1)、锁相环基本构成 (4)
2）、工作过程： (4)
3）、参数指标： (4)
4）、锁相式数字频率合成器电原理框图 (5)
五、实验步骤 (6)
六、心得和体会 (9)
一、实验目的
1、加深对基本锁相环工作原理的理解
2、熟悉锁相式数字电路频率合成器电路组成和工作原理。
二、主要技术指标
1.输入频率fi=100 Hz；
2.输出频率fO=100Hz～99.9 KHz；
3.倍频系数:N=1～999
三、系统框图
四、实验原理
1)、锁相环基本构成
锁相环（PLL）是一个相位的负反馈控制系统。
在电子设备中用于频率合成、频率调制与解调、信号检测等方面。
在通信、雷达、遥控测控及自动控制等领域得到广泛的应用。
锁相环基本构成如图1。
是由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三个基本部件组成。
2）、工作过程：
鉴相器依据输入参考信号fi和压控输出信号的相位差Δθ输出相应的误差电压Ud，Ud经环路滤波滤除高频分量和噪声后输出控制电压Uc，用Uc去控制压控振荡器的频率，使压控振荡频率fV向参考信号fi靠拢。
环路正常工作时，最终使两者频率相等而仅保持一个较小的剩余相差。
此时鉴相器输出控制电压为直流，压控振荡频率不再变化，环路维持这一平衡状态。
当外界环境的参数发生变化时压控振荡频率发生变化时，参考信号fi和压控输出信号的相位差、误差电压及控制电压都将随之改变，系统自调整结果使之达到新的平衡，其对应的是一个新的剩余相差和控制电压来维持其工作。
3）、参数指标：
①相位差转换为误差电压：
式中Ud为鉴相器输出电压振幅，相位差
②VCO的压控特性
压控振荡器是一个电压―频率变换装置，在环中作为被控振荡器，它的振荡频率随输入控制电压线性地变化，即应有变换关系
K0为控制灵敏度或称增益系数，单位是[rad/s ·v]。
③同步带：环路能维持锁定最大固有频差叫同步带：
f 2
f 1
f 4
f 2
f 3
f 1
U d
U d
f
f
△f1=f4-f1
④捕获带：环路由失锁状态进入锁定的最大固有频差叫捕获带。
△f2=f3-f2
4）、锁相式数字频率合成器电原理框图
五、实验步骤
1、原理图绘制，元器件参数的设置
2、将原理图转成PCB图，布图、布线
具体清单
元器件名 型号 数量 锁相环集成电路 CD4046
1 可编程4位BCD1/N 计数器
CD4522 3 4位拨码开关
S 3 电容
10uF 0.1uF 0.225uF 50pF 1 3 1 1 电阻
100k 10k 5.1k 1k 13 1 1 1 其他
排针 铜板 Led 灯 焊锡
热转印纸及氯化铁
1 1 1 若干 若干
3、将布线好的PCB 图拿去打印，再把纸上的图印在铜板上。
4、接着把印上电路图的铜板浸泡在腐蚀液中进行腐跨蚀，腐蚀清洗后铜板上就有一个铜线的电路图了。
5、打孔，打孔后把元件一一摆放在电路板，然后焊接元件，再把跨线的部分用导线或阻值为零的电阻连好。
6、最后一步就是调试了。
把弄好的电路板与示波器，函数发生器，电源接好，输入一个100HZ 的信号，拨动开关，看示波器频率和波形的变化。
六、心得和体会
本次的课程设计，前面的几个步骤由于有了前个星期的课程设计的运用及熟悉，所以还是能够比较快的完成。
难度比较大的地方是焊电路，因为是第一次打孔，开始有几个空打歪了，所以焊的时候很容易焊出界，有些地方靠得太紧，有几次连在一起了，后来花了比较多的时间弄好，不过焊工方面确实不太行。
但是，最后焊接出来那块板还是比较成功的，当接好电源、函数发生器、示波器后，基本波形显现出来的时候，心里是挺欢喜的。
这一次实验后增强了我的知识和操作能力。