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锁相环应用实验 压控振荡器调频（FM） 锁相环（PLL） FM解调 武汉理工大学信息工程学院 实 验 二 一、实验目的 4．掌握用LM565实现频率解调的原理及其应用。 1. 熟悉单片VCO集成电路 LM566的组成和应用。 2．掌握LM566（VCO）实现频率调制（FM）的原理和应用。 3．熟悉单片PLL集成电路LM565的组成和应用。 二、实验内容与要求 用集成压控振荡器实现频率调制、用集成锁相环实现调频信号的解调，具体要求是： ① 频率调制FM电路技术指标： 载波频率：50KHZ-100KHZ 调制频率：1KHZ-3KHZ（信号发生器提供） 最大频偏：Δfm≥±20KHZ 输出电压幅度：0.5Vp-p 电源电压：±5V ② 调频信号的解调器技术指标： 载波频率：50KHZ-100KHZ 解调输出信号幅度1Vp-p LM566的构成 LM566 是一种积分-施密特触发型的单片集成VCO 电路，为双列直插8引脚集成电路芯片，其管脚排列图1。各引脚功能分别是： ① 脚接负电源（或地） ② 脚悬空 ③ 脚输出方波 ④ 脚输出三角波 ⑤ 脚VCO控制电压 ⑥ 脚接定时电阻RT ⑦ 脚接定时电容CT ⑧脚接正电源 LM566 单片集成VCO 的内部电路框图如图所示。 由566的内部电路可知，LM566主要有电流转换器、幅度鉴别器（实际为施密特触发器）和控制电压形成电路三部分构成。工作过程： 电源接通后，VCC经由 RT、恒流源 I0与S1（此时 S1接通、S2断开）对 CT形成恒流的充电回路。电容 CT上电压 V7线性上升，控制电压形成电路输出 Vo为低电平。 当 V7达到VSP（正向触发电平）时，幅度鉴别器翻转，使控制电压形成电路输出Vo转换为高电平，使S1断开、S2接通，恒流源的I0全部流入A支路，即 I6=I0。由于电流转发器的特点，使得 I7=I6，因而 I7=I0，该电流由CT提供。于是电容 CT经由电流转发器而放电，V7线性下降， Vo保持高电平不变。 当 V7达到VSM（反向触发电平）时，又引起幅度鉴别器翻转，使Vo转换为低电平，引起开关S1接通、S2断开，重新对CT充电…放电…从而形成振荡。 由于VCO的工作过程是用输入电压控制输出频率，因而其本质就是一个调频器。改变定时元件 RT、CT可改变载波频率，其频率表达式为： V5、V8是 566 管脚⑤、⑧的对地电压 由LM566 组成的频率调制器实际电路构成如图所示。 实验电路采用了+5V、﹣5V 直流电源，分别接到⑧脚、①脚上。C1是定时电容，由开关K4 控制其接入与否。R3与W1一起组成了定时电阻，调节W1可改变定时电阻的数值。输入（⑤脚）有两种工作方式：一是静态工作（开关K3 接通，K2 断开），由⑤脚输入直流电压，输出为未调载波；调节W2 可改变载波频率（周期）。二是动态工作（开关K1、K2 接通，K3 断开），从IN端输入的调制信号，再与R6 上分得的直流电压相叠加，一起加入到⑤脚上，从而输出为已调波。根据需要，可在OUT1 端输出方波，OUT2 端输出三角波，因而本实验输出的是调频非正弦波。 LM566 组成的频率调制器电路 LM565的简介 LM565是一块工作频率低于1MHz的通用单片集成锁相环路，其封装与引脚如图所示。它为双列直插14脚集成电路。各脚功能分别是： LM565工作频率范围为0.001Hz—500KHz，电源电压为±5—±12V，鉴频失真低于0.2%，最大锁定范围为±60%，输入电阻为10K，典型工作电流为8mA。主要用于FSK解调、单音解码、宽带FM解调、数据同步、倍频与分频等方面 LM565的简介 LM 565 其内部电路组成框图与典型外部连接如图所示。由图可见，它包括鉴相器（PD）、放大器（A）和压控振荡器（VCO）三个部分。 鉴相器为双平衡模拟相乘电路 鉴相器有两路输入：一路是外加的FM/RF 差分输入（⑵、⑶脚），另一路来自于VCO 输出（⑷脚）经由⑸脚加入PD 。通常，它可直接把两者分开，目的是便于插入分频器，以用于频率合成器。本实验中可将⑷、⑸两脚短接。 鉴相器输出加到放大器（A）上，放大器的集电极负载R（典型值为3.6kO）与⑺脚的外接点容C 一起组成了环路滤波器。 接到⑻、⑼脚的定时电阻RT、定时电容CT则决定了VCO 的输出振荡频率。⑹脚提供一个基准电压输出。正电源接到⑽脚，负电源接到⑴脚，⑾～⒁脚皆为空脚。 由于锁相环系统中的中心频率f0等于调频信号的载频，这样会引起