实验十一 锁相环调频与鉴频电路
高频-锁相环调频发射与接收
实验十一锁相环调频发射与接收实验121180166 赵琛一、实验目的1. 加深锁相环工作原理和调频波解调原理的理解。
2. 掌握NE564构成的锁相环鉴频电路的原理和调试方法。
3. 锁相环调频发射电路与锁相环鉴频接收电路进行通信实验，加深对通信系统的理解。
二、实验使用仪器1．NE564锁相和调频实验板2．100MHz泰克双踪示波器3. FLUKE万用表4. 高频信号源5. 低频信号源三、实验基本原理与电路1. 锁相环鉴频电路用锁相环路可实现调频信号的解调。
如果将环路的频带设计得足够宽，则压控振荡器的振荡频率跟随输入信号的频率而变。
若压控振荡器的电压-频率变换特性是线性的，则加到压控振荡器的电压，即环路滤波器输出电压的变化规律必定与调制信号的规律相同。
故从环路滤波器的输出端，可得到解调信号。
用锁相环进行已调频波解调是利用锁相环的跟踪特性，这种电路称调制解调型PLL。
锁相鉴频原理框图如图11-1所示图11-1锁相鉴频原理框图采用NE564锁相环集成芯片来实现鉴频，由于其内部的压控振荡器转换增益不高，为了获得有效的解调输出信号，要求输入调频信号的频偏尽可能的大一些。
下图11-2是NE564构成调频信号解调的典型电路图。
图11-2 NE564构成调频信号解调的典型电路图2.实验电路锁相环鉴频实验电路见图11-3：图11-3 调频信号解调实验电路图电路原理：电容C12和C13是5V的直流电源的去耦电容，NE564的1脚和10脚外接5V 正电源，8脚接地。
12脚和13脚之间有一个可变电容，可以微调压控振荡器的中心频率，跳线开关S8可以切换固定电容，决定了载波中心频率的范围。
已调频信号从TP1处输入，电容C1是隔直电容，调频信号从6脚输入鉴相器，电阻R1和电容C2是7脚外接的滤波电路。
9脚是压控振荡器的输出端，电阻R3是上拉电阻。
3脚是鉴相器的另外一个输入端，9脚和3脚相连构成调频解调电路。
调频信号可以从9脚输出，在TP4端可以通过示波器观察调频信号。
锁相环在频率调制与解
1 引言锁相环(pll)是一种能跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统。
它在无线电技术的各个领域都得到了广泛的应用。
集成环路部件以其低成本、性能优良、使用简便而得到了青睐。
它在频率调制与解调、频率合成、电视机彩色副波提取、fm立体声解码、遥控系统、频率的编码和译码等诸多方面均得到了利用。
本文介绍了集成锁相环cd4046在频率的调制与解调方面的应用。
2 集成锁相环cd4046介绍2.1 cd4046结构及性能特点它的内部结构框图如图1所示。
它是低功耗cmos型、多功能数字环。
主要参数如下:(1)工作电压3v-18v;(2)静态工作电流(15端开路)10ua;(3)最高工作频率为1.2mhz;(4)稳压管稳定电压4.45v-6.15v。
它含有两个相位比较器p c?与pcii。
pc?要求输入信号为方波，pcii则无此要求，有一个压控(频率)振荡器vco。
在两个相位比较器的输入端有一个前置放大器，可把100mv的微弱信号变为满电平的方波脉冲。
a2是低滤波器输出缓冲放大器。
cd4046采用16线双列直插式封装，各管脚功能如附表所示:图1 cd4046内部结构框图2.2 cd4046构成频率调制与解调电路的工作原理当从9脚输入音频信号时，从4端可输出受输入信号调制的调频信号。
电路如图2所示，由于调频时要求vco有一定的频率范围(频偏)，所以不用r2收缩频带，即r2为无穷大(12脚空置)仅用r 1和c1确定vco的中心频率f0即可。
设计参数时，只需由f0查图4(电源电压vdd为9v时的曲线，横坐标为c1取值)求出c1与r1即可。
图2 cd4046构成的频率调制电路当从14脚输入一被音频信号调制的(中心频率与cd4046的vco的中心频率相同)调频信号，则相位比较器输出端将输出一个与音频信号具有相同变化频率的包络信号，经低通滤波器滤去载波后，即剩下调频信号解调后的音频信号了。
一般使用pci，这时仅由r1和c1确定vco的中心频率f0，而不用r2来收缩频率范围(其为无穷大)。
锁相环路及其在调频-鉴频电路中的应用
锁相环路及其在调频\鉴频电路中的应用摘要：本文主要介绍锁相环工作原理，及其在无线电技术中发挥的优越性能，给出一种实验的方法来测量锁相环的同步带和捕捉带，分析其在调频和鉴频电路中的应用。
关键词：锁相环；原理；同步带；捕捉带在无线电技术中，各种类型的反馈控制电路得到了广泛的应用。
锁相环路就是其中一种，它以其优越的稳频、滤波等性能，在许多反馈控制系统中发挥着重要的作用。
锁相环路在早期电视机同步系统中的应用，使电视图像的同步性能得到了很大的改善。
而在锁相环接收机中，由于中频信号可以锁定，频带可以做的很窄，带宽的大幅下降，使得输出信噪比大大提高了。
在空间技术中，比如接收来自宇宙飞行器的微弱信号，相比超外差式接收机的宽频带，信噪比也很低。
锁相环路简称锁相环（PLL）。
锁相环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。
因锁相环输出信号频率能够自动跟踪输入信号的频率，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。
锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出信号与输入信号电压保持某种特定的关系，即输出电压与输入电压的相位被锁定，这也是锁相环名称的由来。
锁相环路由三部分组成：鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡器VCO。
1鉴相器组成鉴相器PD通常鉴相器由模拟相乘器和低通滤波器组成。
设输入信号为Ui （t）和本振信号（压控振荡器输出信号）Uo（t）。
输入、输出信号在鉴相器中进行比较，输出一个与两者相位差成比例的电压，称作误差电压，记为Ud(t)；该电压是两个信号相位差的函数。
环路滤波器LF为线性电路低通滤波器，作用是滤除误差电压Ud（t）中的高频分量及噪声，具有窄带滤波器的特性。
如果电路设计合理，会得到一个极窄的通道。
经过LF输出的电压为Uc（t），将它加给压控振荡器。
压控振荡器VCO 通常由变容二极管和电抗管等组成振荡电路。
VCO的输出频率受Uc（t）的控制。
当Uc（t）变化时，引起二极管结电容的变化，从而振荡器频率发生改变。
锁相环调频及锁相环调频发射与接收实验实验报告
锁相环调频及锁相环调频发射与接收实验实验报告沈凯捷101180101锁相环调频实验一. 实验目的1．加深对锁相环基本工作原理的理解。
2．掌握锁相环同步带、捕捉带的测试方法，增加对锁相环捕捉、跟踪和锁定等概念的理解。
3．掌握集成锁相环芯片NE564的使用方法和典型外部电路设计。
1.理解用锁相环实现调频的基本原理。
2.掌握NE564构成调频电路的原理和调试，测试方法。
二、实验使用仪器1．NE564锁相和调频实验板2．100MHz泰克双踪示波器3. FLUKE万用表4. 高频信号源5. 低频信号源三、实验内容1. 压控振荡器的测试。
2 . 同步带和捕捉带的测量。
3. 调频信号的产生和测量。
四、实验步骤1. 压控振荡器的测试（1）在实验箱主板上插上锁相环调频与测试电路实验模块。
接通实验箱上电源开关，电源指标灯点亮。
（2）把跳线S1，S2，S5，S6，S7断开，S3，S4合上。
单独测试压控振荡器的自由振荡频率。
将双排开关S8的4端合上，此时8200pF 的固定电容接入12，13脚之间，用示波器观察TP2处的波形（压控振荡器的输出端），并测量此时的振荡频率。
调节滑动变阻器W1的值，观察振荡频率是否有变化，并思考原因。
然后调节可变电容CW ，观察振荡频率的变化范围，并记录。
将双排开关S8的3端合上，此时820pF 的固定电容接入12，13脚之间，用示波器观察TP2处的波形（压控振荡器的输出端），并测量此时的振荡频率。
调节滑动变阻器W1的值，观察振荡频率是否有变化，并思考原因。
然后调节可变电容CW ，观察振荡频率的变化范围，并记录。
将双排开关S8的2端合上，此时82pF 的固定电容接入12，13脚之间，用示波器观察TP2处的波形（压控振荡器的输出端），并测量此时的振荡频率。
调节滑动变阻器W1的值，观察振荡频率是否有变化，并思考原因。
然后调节可变电容CW ，观察振荡频率的变化范围，并记录。
将双排开关S8的1端合上，此时22pF 的固定电容接入12，13脚之间，用示波器观察TP2处的波形（压控振荡器的输出端），并测量此时的振荡频率。
调频器与鉴频器实验报告 doc
调频器与鉴频器实验报告 doc一、实验目的1、了解调频与鉴频原理及实现过程。
2、熟悉调频与鉴频电路设计、特性及应用。
3、掌握使用信号调制解调技术的方法和技巧。
二、实验仪器1、实验箱、波形发生器（信号源）、双踪示波器、信号发生器和频谱分析器。
2、二极管、可变电容器、晶体管、电解电容等元器件。
三、实验原理1、调频的原理调频记载波的频率随着信息发生改变而改变，调制信号是高频信号（100kHz~10MHz）、载波频率是低频信号（1kHz~10kHz）。
它是通过改变载波频率的方式将模拟信息信号转化为模拟电磁波信号的一种调制方式。
在调频的过程中，一般是通过改变振荡电路的频率来实现。
具体实现过程可以参考以下电路：其中，变容二极管VP电容大小随电平改变，导致谐振频率的改变，实现载波的调制，调制后的信号经过放大、过滤器的处理后输出。
其中，二极管和晶体管NT共同组成放大电路，电解电容CE和电感长L组成的LC滤波器用于过滤混频器中产生的噪声，过滤后的信号被输出。
鉴频是指将调频信号还原为调制信号，实际上是把中频信号当作原始信号。
于是要求从调制信号中分离出中频信号的幅度。
具体实现方式可以参考以下电路：其中，变容二极管VC捕捉调频信号的高频载波信号，将高频信号与本振（初始频率与调频的载波频率一致）信号做混合后得到中频信号，中频信号经过滤波器的处理获得载波调制的信息信号。
其中，Di、Q1和Q2构成的混频器，将高频信号和本振信号相混，得到中频信号，接着经过放大、LC滤波得到模拟的模拟信息信号，而模拟输出的信号经过后续相关处理用于提取原始调制信号，也作为后续电路的输入信号。
四、实验方法1、按上述调频器和鉴频器电路原理搭建实践电路，注意在电路调试的过程中，应对电路中各部分元器件的选替、位置的调整及参数的设计进行筛选评估，以保证本次实验的顺利完成；2、利用波形发生器产生调制信号，将调制信号搭配上调频器输出的高频载波信号，将正弦波或方波信号转化为调制成振荡频率不同时的高频信号输出，用示波器观察调制后和调频后的波形和频谱，调节调制量和调节放大量，观察波形和频谱的变化；3、将经过调频后的信号，加入到鉴频器电路后，观察通过混频、放大、滤波等结构，将高频波转化为的中频波和模拟信息信号等的波形和频谱变化。
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。
鉴频电路
16
6.6
1.
限幅器
消除寄生调幅
us
二极管限幅器
2.
差分对限幅器
图6.3.25
17
18
19
(2)鉴频特性 设 A1() 、A2()：上、下两谐振回路的幅频特性 vO ：双失谐回路斜率鉴频器输出解调电压，则 vO = vAV1 - vAV2 = Vsmd[A1()-A2()]
d：上、下两包络检波器的检波电压传输系数 可见，当 Vsm 和 d 一定时，vO 随 的变化特性就是两
鉴频电路
6.
1. 斜率鉴频器 2. 相位鉴频器 3. 脉冲计数式鉴频器 4. 锁相环路鉴频器
2
二、主要指标
1. 鉴频特性
调频波 us f = f f c
2. 主要指标
鉴频器即 fu 变换器
uo u
鉴频灵敏度 (鉴频跨导) SD 线性范围 2fmax
个失谐回路的幅频特性相减后的合成特性。 (3)讨论 合成鉴频特性曲线的线性： ① 与两失谐回路的幅频特性形状有关； ② 主要取决于 f01 和 f02 的位置。配 置恰当，补偿两曲线中的弯曲部分，可 获线性范围较大的鉴频特性曲线。
7
范围不能扩展。
f 过大时，会在 fc 附近出现弯曲； f 过小时，线性段
鉴相器
数字鉴相器
叠加型 采用叠加型鉴相器构成 的相位鉴频器的称为叠 加型相位鉴频器。
① 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络， 使输出调频波的附加相移按照瞬时频率的规律变化 。 ② 相位检波器将它与输入调频波的瞬时相位进行比较， 检出反映附加相移变化的解调电压。
相位鉴频器的实现模型
9
叠加型鉴相器
5
二、双失谐回路斜率鉴频器
锁相调频与鉴频课程设计
锁相调频与鉴频课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解锁相调频与鉴频的基本原理，掌握相关理论知识；2. 使学生掌握锁相调频与鉴频电路的组成、工作原理及其在实际应用中的重要性；3. 引导学生了解锁相环技术在我国通信、雷达等领域的发展现状和趋势。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际电路问题的能力；2. 提高学生动手实践能力，能够正确搭建和调试锁相调频与鉴频电路；3. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论、合作完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发其探索精神；2. 引导学生关注我国电子技术的发展，增强国家意识和自豪感；3. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的学习习惯。
本课程针对高年级学生，结合电子技术学科特点，注重理论联系实际，突出实践性。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、学习兴趣和动手能力，通过理论讲解、实践操作和小组合作，实现课程目标。
课程目标分解为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论部分：（1）锁相调频原理：讲解锁相环的基本概念、工作原理和数学模型；（2）鉴频原理：分析鉴频器的种类、原理及其在通信系统中的应用；（3）锁相调频与鉴频电路：介绍锁相调频与鉴频电路的组成、功能及性能指标。
2. 实践部分：（1）锁相调频电路搭建：指导学生搭建锁相调频电路，掌握调试方法；（2）鉴频电路搭建：引导学生搭建鉴频电路，学会分析电路性能；（3）实验分析与总结：组织学生进行实验数据分析，总结实验规律。
3. 教学进度安排：（1）理论部分：共计4课时，分配如下：第1课时：锁相调频原理；第2课时：鉴频原理；第3课时：锁相调频与鉴频电路；第4课时：课堂小结与答疑。
（2）实践部分：共计4课时，分配如下：第1课时：锁相调频电路搭建；第2课时：鉴频电路搭建；第3课时：实验数据分析；第4课时：实验总结与报告撰写。
教学内容参考教材相关章节，结合课程目标进行选择和组织，确保教学内容科学、系统。
锁相环及频率调制与解调电路
锁相环及频率调制与解调电路一．实验电路图双电源供电调制电路双电源供电解调电路1.配置LM565的工作电源2.调制电路部分（1）调制电路的振荡频率调节与8脚相连的电位器来改变LM565的振荡频率调节为100KHz 第一次改进：为了提高振荡的稳定性，可以采用接晶振来稳定电路，在LM565的2，3脚接入100KHz的正弦波，发现此时的频率变为188KHz,继续调节电位器，使得震荡频率变为100KHz,但是解调电路部分不能解调出信号。
第二次改进：在LM565的2，3脚接入100KHz的正方波，发现此时的频率变为188KHz,继续调节电位器，使得震荡频率变为100KHz,解调电路部分可以解调出信号。
（2）调制指数的验证调制指数为2时：调制信号为12KHz，0.8Vpp的正弦信号最大频偏为24KHz,(如图所示，最小频率为76KHz,最大频率为124KHz,中心频率为100KHz)其频谱为第一类贝塞尔函数，当MF=2时:J0=0.22 J1=0.58 J2=0.35 J3=0.13调制信号调制信号与已调信号（此时频率最大为124KHz）调制信号与已调信号（此时频率最小为76KHz）调制指数为2时的频谱图第一类被贝塞尔函数调制指数为3时：调制信号为8KHz，0.8Vpp的正弦信号最大频偏为24KHz,(如图所示，最小频率为76KHz,最大频率为124KHz,中心频率为100KHz)其频谱为第一类贝塞尔函数，当MF=3时:J0=0.26 J1=0.34 J2=0.49 J3=0.31 J4=0.13调制信号与已调信号（此时频率最大为124KHz）调制信号与已调信号（此时频率最小为76KHz）调制指数为3时的频谱图结论：通过对调制指数2和3情况下的测量，可以与第一类贝塞尔函数当MF分别等于2和3时相比较，十分相近。
并且也可以验证调频波的最大频偏不随调制信号的频率的改变而改变，仅与调制信号的幅度和调制电路的比例常数有关。
锁相调频与鉴频实验
高频放大 LM318
Vi(t) J604
低通滤波 R614 C607
调频波输入
二、实验原理
（一）、观察系统的调频情况 ）、观察系统的调频情况 短接K601 1-2，在J601或TP601输入 输入3.5VP-P自振频率的 短接 ， 或 输入 自振频率的 正弦波。 正弦波。 短接K6021-2，在J602 或TP604输入 输入1VP-P频率 频率1KHz的 短接 ， 输入 频率 的 正弦波（可取自函数信号发生器的实验单元， 正弦波（可取自函数信号发生器的实验单元，即连接 J701与J602）。用双踪示波器跟踪观察 ）。用双踪示波器跟踪观察 与 ）。用双踪示波器跟踪观察TP604和TP603， 和 ， 就能清晰地观看到调频波的稀密变化。 就能清晰地观看到调频波的稀密变化。 ）、观察系统的鉴频情况 （二）、观察系统的鉴频情况 在第（ 部分的基础上，联结J603和J604，即将调频 在第（三）部分的基础上，联结 和 ， 波导入解调锁相环。用示波器观察TP604和TP612（或 波导入解调锁相环。用示波器观察 和 （ J605），应能清晰地观察到频率为 ），应能清晰地观察到频率为 ），应能清晰地观察到频率为1KHz，幅度为 P-P的 ，幅度为1V 解调正弦波，与进入J602的低频信号频率相位完全一致。 的低频信号频率相位完全一致。 解调正弦波，与进入 的低频信号频率相位完全一致
二、实验原理
1、集成锁相环调频与鉴频 、 调频是用反映信息的低频信号（调制信号） 调频是用反映信息的低频信号（调制信号） 去控制高频振荡的输出频率， 去控制高频振荡的输出频率，并使之随调制信号 的变化规律而变化。 的变化规律而变化。它的逆过程称为频率解调也 称为频率检波或鉴频。 称为频率检波或鉴频。 本系统实验箱是采用LM4046数字集成锁相 本系统实验箱是采用 数字集成锁相 环（PLL）来实现调频与鉴频。锁相环的内部电 ）来实现调频与鉴频。 路主要由鉴相器和压控振荡器VCO两部分组成。 两部分组成。 路主要由鉴相器和压控振荡器 两部分组成
锁相环路及其在调频-鉴频电路中的应用
锁相环路及其在调频\鉴频电路中的应用摘要：本文主要介绍锁相环工作原理，及其在无线电技术中发挥的优越性能，给出一种实验的方法来测量锁相环的同步带和捕捉带，分析其在调频和鉴频电路中的应用。
关键词：锁相环；原理；同步带；捕捉带在无线电技术中，各种类型的反馈控制电路得到了广泛的应用。
锁相环路就是其中一种，它以其优越的稳频、滤波等性能，在许多反馈控制系统中发挥着重要的作用。
锁相环路在早期电视机同步系统中的应用，使电视图像的同步性能得到了很大的改善。
而在锁相环接收机中，由于中频信号可以锁定，频带可以做的很窄，带宽的大幅下降，使得输出信噪比大大提高了。
在空间技术中，比如接收来自宇宙飞行器的微弱信号，相比超外差式接收机的宽频带，信噪比也很低。
锁相环路简称锁相环（PLL）。
锁相环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。
因锁相环输出信号频率能够自动跟踪输入信号的频率，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。
锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出信号与输入信号电压保持某种特定的关系，即输出电压与输入电压的相位被锁定，这也是锁相环名称的由来。
锁相环路由三部分组成：鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡器VCO。
1鉴相器组成鉴相器PD通常鉴相器由模拟相乘器和低通滤波器组成。
设输入信号为Ui （t）和本振信号（压控振荡器输出信号）Uo（t）。
输入、输出信号在鉴相器中进行比较，输出一个与两者相位差成比例的电压，称作误差电压，记为Ud(t)；该电压是两个信号相位差的函数。
环路滤波器LF为线性电路低通滤波器，作用是滤除误差电压Ud（t）中的高频分量及噪声，具有窄带滤波器的特性。
如果电路设计合理，会得到一个极窄的通道。
经过LF输出的电压为Uc（t），将它加给压控振荡器。
压控振荡器VCO 通常由变容二极管和电抗管等组成振荡电路。
VCO的输出频率受Uc（t）的控制。
当Uc（t）变化时，引起二极管结电容的变化，从而振荡器频率发生改变。
锁相环及频率调制与解调修改版精品文档
时域波形图
频域波形图
三、解调电路
3、加滤波器后的解调波形
结论： 解调后的信号加一个低通滤波器，会大大改善输出性质，如其 频谱图所示，有很多的高频分量的幅度都已经降低了。但是仍
然存在与调制信号频率相近高频分量，可以经过多次滤波来 等到较纯净的输出信号。
三、解调电路
4、调制信号幅度范围的探究 我们知道调制信号的幅度不能太大，太大的话，在经过鉴相器的时候 会造成失真。下面让我们来验证以下
最大频偏：
鉴相器S曲线图
为调频灵敏度 为调制信号最大幅度
三、解调电路
4、调制信号幅度范围的探究
2、验证调频波的最大频偏不随调制信号的频率的改变 而 改变，仅与调制信号的幅度和调制电路的比例系数有 关。
三、解调电路
1、解调电路图
三、解调电路
2、解调波形 如图所示，（蓝色为输入的调制信号，绿色为解调输出信号）解调后的信号中 有高频分量，如其频谱图所示，有很多的高频分量。
时域波形图
频域波形图
三、解调电路
J0=0.26 J1=0.34 J2=0.49 J3=0.31 J4=0.13
二、调制电路部分
3、调制指数的验证 调制指数为3时：第一类贝塞尔函数Fra bibliotek实测频谱图
二、调制电路
3、调制指数的验证
结论： 1、通过对调制指数在2和3情况下的测量，可以与第一类 贝塞尔函数当MF分别等于2和3时相比较，十分相近。
二、调制电路
3、调制指数的验证
二、调制电路
锁相环的组成和工作原理
锁相环的组成和工作原理锁相环（Phase Locked Loop，简称PLL）是一种经常用于时钟恢复、频率合成和频率同步等应用的电路。
它由几个组成部分构成，包括相频偵测器（Phase Frequency Detector，简称PFD）、环形計數器（Divider），低通滤波器（Loop Filter）和振荡器（VoltageControlled Oscillator，简称VCO）。
锁相环通过调节振荡器的频率，以跟踪和同步输入信号的相位和频率。
锁相环的工作原理如下：1. 相频检测：锁相环的相频检测器（Phase Frequency Detector，简称PFD）用于测量输入信号和反馈信号之间的相位差和频率差。
根据相频检测器的输出，可以得到一个锁定的电压信号，该信号与相位差和频率差成正比。
2. 环形计数器：环形计数器（Divider）是用于将输出信号的频率降低至可控制范围的计数器。
当输出信号进入环形计数器时，计数器开始对信号进行计数，并输出一个较低频率的信号作为反馈信号输入到PFD中。
3. 低通滤波器：低通滤波器（Loop Filter）用于减小环形计数器输出信号的噪音，并将输出信号平滑化。
滤波器的输出电压与输入信号的频率和相位差成正比。
通过调整滤波器的参数，可以控制锁相环的锁定时间和跟踪精度。
4. 振荡器：振荡器（Voltage Controlled Oscillator，简称VCO）是一个根据输入电压的大小来调整输出频率的振荡器。
当输入电压增加时，振荡器的输出频率也会增加；当输入电压减小时，振荡器的输出频率也会减小。
在锁相环中，VCO的频率通过调节输入电压来实现相位和频率的跟踪。
当锁相环处于锁定状态时，相位差为零，频率差为零，输入信号的相位和频率与反馈信号完全同步。
如果输入信号的相位或频率发生变化，锁相环会通过调节VCO的频率来追踪这些变化，并使输入信号的相位和频率保持同步。
锁相环的工作原理可以简单描述为：输入信号经过相频检测器和环形计数器，产生一个较低频率的反馈信号。
试验锁相环调频与鉴频试验41锁相环调频sincostmtUtUΩ=
实验四、锁相环调频与鉴频实验4.1 锁相环调频一．实验要求1．了解和掌握频谱仪的使用方法。
2．了解调频原理。
3．了解锁相环集成电路NE564工作原理及设计方法。
4．了解和掌握锁相环集成电路NE564构成调频电路的方法。
5. 了解和掌握利用频谱仪观察调频波的谱线结构。
二．实验原理及说明1．调频原理用调制信号去控制高频载波的某一参数，使其按照调制信号的规律变化，达到调制目的。
如果该参数是高频载波的振幅，即称为调幅，如果该参数是高频载波的瞬时频率，则称为调频。
调频波的振幅保持不变，不受调制信号影响，而调频波的频率受调制信号控制。
已调信号的频谱结构不再保持原调制信号频谱结构，即不再是线性关系。
该调制方法属于非线性调制。
根据上述描述可得调频波数学表达式如下：]sin cos[)(t m t U t U f c cm c Ω+=ω上式可以理解为调频波得载波频率将随着调制信号的振幅变化而变化，式中mf 为调频系数，它表示调频波在单一频率Ω上受调制的程度。
Ff U K m mm m f f∆=Ω∆=ΩΩ=ωKf ：比例常数，称为调频灵敏度，它表示单位调制信号电压所引起角频偏的大小。
本实验用锁相环集成电路NE564构成调频电路。
NE564中包含一个压控振荡器，当NE564输入端‘Umi ’输入低频信号后，在NE564的输出将会产生调频波，该调频波是近似于TTL 电平的方波。
2．实验电路锁相环调频的实验电路见图7-3-1。
其中‘调频选择’开关用来选择调频方式（FM/FSK ）。
其中‘fo 选择’开关用来切換VCO 外接的电容值，从而改变VCO 回路的振荡频率，即载波信号频率；载波信号频率计算为：10221C R f C =（Ω=100C R ）在NE564的12和13脚之间并联的电容用于选择载波信号频率，在NE564的4和5脚之间并联的‘频率微调’电位器用于微调载波频率。
‘Umi ’插孔用于调频信号输入，‘Ufmo1’检测环用于示波器观察及频率计测量，‘Ufmo2’插座用于频谱仪测量。
锁相环鉴频
中南大学Central South University 通信电子线路课程设计报告题目：锁相环鉴频班级：通信0905学号：0909093412姓名：卢凯指导老师：彭春华目录一、需求分析-------------------------------------------------2二、电路设计与原理分析--------------------------------- 21、锁相环----------------------------------------------------22、混频电路-------------------------------------------------33、鉴频电路-------------------------------------------------44、滤波电路-------------------------------------------------5三、结果与分析----------------------------------------------6四、参考文献-------------------------------------------------11五、附录（电路图）----------------------------------------13一、需求分析FM 解调器设计设计要求：用锁相环芯片设计一个FM 解调电路，输入FM 信号为中心频率为10.7MHz 、调制信号为1KHz 、中频频率为455 KHz 。
对于传统的调频信号，高频有利于进行无线发射，但在实际电路中对与高频小信号的处理比较复杂，因此一般首先转换为中频，然后利用中频放大器进行信号放大并做进一步处理，实际中一般采用460KHZ 作用的中频频率，在该设计中要求使用455KHZ ，因此可知，电路中将有频谱线性搬移模块（混频）、鉴频模块、一级滤波模块。
实验十一 锁相环调频与鉴频电路
实验十一锁相环调频与鉴频电路实验目的1. 加深锁相环工作原理和锁相环调频与鉴频的原理的理解。
2.掌握锁相环调频与鉴频的测试方法。
二、实验使用仪器1．锁相环调频与测试实验板、锁相环鉴频实验板2．高频信号源、低频信号源、100MHz双踪示波器、谱分析仪、万用表。
三、实验基本原理与电路1．锁相调频电路锁相调频原理框图如图11-1所示。
载波为频率稳定性很高的方波。
相位比较器的输出中包含了载波与已调波之间的相位差形成的直流电压和信号的交流电压，若低通滤波器的幅频特性与信号的幅频特性之间基本互不重叠，那么低通滤波器的输出中将不包含信号的频率分量，而只有与载波锁定后的直流电压，所以已调波的载频被锁定在输入载波的频率上。
图11-1锁相调频原理框图与频谱关系采用CD4046锁相环集成芯片来实现鉴频的实验电路如图10-5所示。
2．锁相鉴频电路锁相环鉴频电路的系统原理框图如图11-2所示，设输入为，输出为，低通滤波器的传递函数为。
图11-2锁相鉴频电路的原理框图为直流分量，经隔直电路将被隔除，输出端仅有由输入引起的输出。
由正弦信号进过线性系统的输出为幅值被传递函数的幅频特性函数加权，相位增加传递函数的相频特性函数，输出可表示为采用CD4046锁相环集成芯片来实现鉴频的实际电路如图11-3所示。
调频信号FM从相位比较器I输入（14端），PLL入锁后，VCO的振荡频率将跟踪调频信号的频率变化，经低通滤波器滤去载频信号后，从10端输出解调信号。
四、实验内容1.锁相环路调频电路调频2.锁相环路鉴频电路鉴频五、实验步骤1. 锁相环路调频电路调频实验电路如图10-5选择相位比较器1。
接通J1、J3下、J4， J2下。
用高频信号源输出频率为500KHz、幅值为10V的01方波，作为载波由IN1输入到实验电路。
用低频信号源输出频率为1kHZ、幅值为1V的调制信号从IN2加入。
在OUT 端可得到调频波中心频率为500KHz的调频信号。
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实验十一锁相环调频与鉴频电路
实验目的
1. 加深锁相环工作原理和锁相环调频与鉴频的原理的理解。
2.掌握锁相环调频与鉴频的测试方法。
二、实验使用仪器
1．锁相环调频与测试实验板、锁相环鉴频实验板
2．高频信号源、低频信号源、100MHz双踪示波器、谱分析仪、万用表。
三、实验基本原理与电路
1．锁相调频电路
锁相调频原理框图如图11-1所示。
载波为频率稳定性很高的方波。
相位比较器的输出中包含了载波与已调波之间的相位差形成的直流电压和信号的交流电压，若低通滤波器的幅频特性与信号的幅频特性之间基本互不重叠，那么低通滤波器的输出中将不包含信号的频率分量，而只有与载波锁定后的直流电压，所以已调波的载频被锁定在输入载波的频率上。
图11-1锁相调频原理框图与频谱关系
采用CD4046锁相环集成芯片来实现鉴频的实验电路如图10-5所示。
2．锁相鉴频电路
锁相环鉴频电路的系统原理框图如图11-2所示，设输入为，输出为，低通滤波器的传递函数为。
图11-2锁相鉴频电路的原理框图
为直流分量，经隔直电路将被隔除，输出端仅有由输入引起的输出。
由正弦信号进过线性系统的输出为幅值被传递函数的幅频特性函数加权，相位增加传递函数的相频特性函数，输出可表示为
采用CD4046锁相环集成芯片来实现鉴频的实际电路如图11-3所示。
调频信号FM从相位比较器I输入（14端），PLL入锁后，VCO的振荡频率将跟踪调频信号的频率变化，经低通滤波器滤去载频信号后，从10端输出解调信号。
四、实验内容
1.锁相环路调频电路调频
2.锁相环路鉴频电路鉴频
五、实验步骤
1. 锁相环路调频电路调频
实验电路如图10-5
选择相位比较器1。
接通J1、J3下、J4， J2下。
用高频信号源输出频率为500KHz、幅值为10V的01方波，作为载波由IN1输入到实验电路。
用低频信号源输出频率为1kHZ、幅值为1V的调制信号从IN2加入。
在OUT 端可得到调频波中心频率为500KHz的调频信号。
用谱分析仪观察调频波的频谱。
分别改变信号的频率和幅值，观察调频波的频谱的变化。
绘制定性的频谱，试述调频波的频谱与信号的幅值、频率的关系。
2．锁相环路鉴频电路鉴频
选择相位比较器1，J2断开。
锁相环路调频电路的调整完毕后，将锁相环调频与测试电路实验板产生的调频信号（FM）由OUT端接入锁相环路鉴频电路模块IN端。
当锁相环路鉴频电路模块的锁相环在FM信号上锁定时，压控振荡器跟踪这个信号频率的瞬间，VCO的输入电压是来自相位检测的经滤波的误差电压，它包含由产生的直流分量和引起的输出。
由OUT端输出。
用示波器输入交流耦合观察、记录鉴频输出波形。
并与输入调频电路的信号做比较，分析增益、谐波失真、延时等。
六、思考题
1.估算本锁相环调频实验电路的信号的下限频率。
2. 试分析输入调频信号与鉴频输出波形的延时形成的原因。
3. 总结由本实验的收获、体会及对本实验的建议。