锁相器设计实验报告.doc

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 3 1)、锁相环基本构成 3 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 5 六、心得和体会 8  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； 输出频率fO=100Hz～99.9 KHz； 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： △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 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。