实验1 锁相环跟踪特性的测量实验

2、观察锁相环锁定，跟踪，失锁和再同步过程 、观察锁相环锁定，跟踪， 首先使输出信号锁定在800KHz，用示波器的探 头 分 别 测 试 输 入 信 号 （ IN31 ） 和 分 频 后 的 信 号 （TT32），示波器上同时显示两处的波形，TT32的 波形为方波。 (1) 先增大输入信号频率fR观察示波器上两波形，开始 时，两波形同步移动，此时处在同步跟踪状态。fR 增加到一定值时，只有输入信号fR（正弦波）在移 动。此时，处于失锁状态。 (2) 再减小fR直至进入锁定状态（两波同步移动）。再 增大fR值直至失锁。
三、实验仪器
1、高频电子线路实验箱 （锁相环频率合成 器模块）； 2、60MHz双踪模拟示波器。
四、实验原理
1、锁相环路的基本组成； 2、锁相环路的跟踪过程和捕获过程； 3、集成锁相环NE564原理与应用。
1、锁相环路的基本组成 、
图1 锁相环路的基本构成
2、锁相环路的跟踪过程和捕获过程 、
1）环路的跟踪过程 ） 在环路锁定之后，若输入信号频率发生变化， 产生了瞬时频差，从而使瞬时相位差发生变化， 则环路将及时调节误差电压去控制VCO，使VCO 输出信号频率随之变化，即产生新的控制频差， VCO输出频率及时跟踪输入信号频率，当控制频 差等于固有频差时，瞬时频差再次为零，继续维 持锁定，这就是跟踪过程，在锁定后能够继续维 持锁定所允许的最大固有角频差的两倍称为同步 带。
六、实验报告
一、实验目的 二、实验内容 二、实验仪器 四、实验原理
1、锁相环路的基本组成； 2、锁相环路的跟踪过程和捕获过程； 3、集成锁相环NE564原理与应用。
五、实验步骤 六、实验结果（同步带与捕获带） 实验结果（同步带与捕获带）
登记实验记录本 下周交号加到锁相环路的输入端开始，一 直到环路达到锁定的全过程，称为捕获过程。输 入信号频率ωi 一般与被控振荡器自由振荡频率ωo 不同，即两者之差∆ωo≠0。若没有相位跟踪系统 的作用，两信号之间相差
θ e (t ) = ∆ωot + θ i (t ) − θ o (t )
NE564的12脚和13脚跨接定时电容C，C值由下列 算式确定：
1 f0 ≈ 16 RC
1 C= 16Rf 16 Rf 0
当16倍频时， f 0 = 800 KHz
C ≈ 780 PF
五、实验步骤
1、将锁相倍频电路接为16倍频电路 、将锁相倍频电路接为 倍频电路 由 IN31 输 入 50KHz 的 正 弦 波 信 号 ， 大 小 约 Vpp=2V，由低频信号源提供作为参考信号（需输入 20k~100kHz，连接 连接JD2、JD4，在TTD1处输出正弦 、 ， 处输出正弦 连接 调节频率， 调节幅值）。 波，WD6调节频率，WD2调节幅值 调节频率 调节幅值 连接J38，由计算的Ct值，通过连接J31、J32、 J33等容值的电容（参考连接为J31、J32），改变Ct 的大小使输出信号锁定到输入信号上（锁定时TT32 和IN31的频率一样）。
NE564内部框图
LIMITER：限幅放大器，使其双端输出电压被限 幅在 2VD = 0.3 ~ 0.4v 左右，可消除FM信号输入 时，干扰所产生的寄生调幅。 鉴相PD（PHASE COMPARATOR）：采用普通双 差分模拟相乘器，由压控振荡器反馈过来的信号 从外部由③端输入。并由②端去改变双差分电路 的偏置电流，控制鉴相器增益，可以实现环路增 益控制。
NE564管脚分布图
锁相环NE564内部电路原理图
锁相倍频框图
参考输入 fR
NE564
输出 f 0 = Nf R
74LS393 ÷N
由NE564的3脚输入的分频信号与从NE564的6脚 输入的参考信号进行鉴频，输出误差电压控制VCO， 最终使VCO输出 f 0 = Nf R 的频率，达到倍频目的。在 锁相分频电路中，NE564的2脚为增益控制端，调节 W31可改变同步带大小（增益控制电阻）。
压控振荡器VCO：NE564的压控振荡器是一改进 型的射极定时多谐振荡器。主电路由Q21，Q22与 Q23，Q24组成。其中Q22，Q23两射极通过⑿，⒀ 端外接定时电容，Q21，Q24两射极分别经电阻， 接电源Q27，Q25。Q26也为电流源。Q17，Q18为 控制信号输入缓冲级。接通电源，Q21，Q22与 Q23，Q24双双轮流导通与截止，电容周期地充电 与放电，于是Q22，Q23集电极输出极性相反的方 波脉冲。根据设计，固有振荡频率为 1
f0 ≈ 16 R20 C t
其中
R20 = 100Ω 0为 VCO振荡频率。 ，f
输出放大器（AMPLIFIER）、直流恢复电路： 输出放大器与直流恢复电路是为解调FM信号与 FSK信号而设计的。 施密特触发器(Post Detection Processor)： 施密特触发器是专为解调FSK信号而设计的，其 作用就是将模拟信号转换成TTL数字信号。
实验一、锁相环跟踪特性 的测量实验
一、实验目的
1、掌握模拟锁相环的组成及工作原理； 2、理解锁相环路的跟踪过程和捕获过程； 3、掌握测量并计算锁相环的同步带和捕获带。
二、实验内容
1、利用集成锁相环路观察基本锁相环路的锁 定、同步、跟踪、失锁和再同步过程； 2、测量并计算基本锁相环路的同步带和捕获 带。
将随时间不断增长。 能够由失锁进入锁定所允许的最大固有角频 差的两倍称为环路的捕获带。
3、集成锁相环NE564原理与应用 、集成锁相环 原理与应用
NE564是一种工作频率可高达50MHz的超高频集 成锁相环，其主要参数如下： 最高工作频率为50MHz，最大锁定范围 达 ±12% f 0 ，输入阻抗大于 50kΩ ，电源工作电压 5～12V，典型工作电压为5V，典型工作电流为 60mA，最大允许功耗为40mV；在频偏为±10%， 中心频率为5MHz时，解调输出电压可达 140mV p − 。 p 输入信号为有效值大于或等于 200mVRms 。
3、测试环路的同步带与捕获带 、 令信号源频率(fR)等于50KHz，并使环路处于 锁定状态(fV = fR)。 (1)慢慢增加信号源的频率，直至环路失锁(fV≠fR)。此 时信号源的输出频率就是同步带的最高频率； (2)慢慢减小信号源的频率，直到环路锁定，此时信号 源的输出频率就是捕获带的最高频率； (3)继续慢慢减小信号源的频率，直至环路失锁，此时 信号源的输出频率就是同步带的最低频率； (4)慢慢增加信号源的频率，直至环路锁定，此时信号 源的输出频率就是捕获带的最低频率。