锁相环调频和解调试验,频率合成器试验

. . 实验 11 锁相调频与鉴频实验一、实验目的1.掌握锁相环的基本概念。2.了解集成电路CD4046 的内部结构和工作原理。3.掌握由集成锁相环电路组成的频率调制电路/解调电路的工作原理。二、预习要求1.复习反馈控制电路的相关知识。2.锁相环路的工作原理。三、实验仪器1.高频信号发生器2.频率计3.双踪示波器4.万用表5.实验板 GPMK8 . . 四、锁相环的构成和基本原理（1）锁相环的基本组成图 11-1 是锁相环的基本组成方框图，它主要由鉴相器（PD ）、环路滤波器（ LF ）和压控振荡器（ VCO ）组成。鉴 相 器PD环路滤波器L F压控振荡器VCOVi(t)VD(t)Vc(t)Vo(t)图 11-1 锁相环的基本组成①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。所谓压控振荡器就是振荡频率受输入电压控制的振荡器。. . ②鉴相器（ PD）PD 是一个相位比较器，用来检测输出信号0V （t）与输入信号iV （t）之间的相位差(t)，并把(t)转化为电压)(tVd输出，)(tV d称为误差电压，通常)(tV d作为一直流分量或一低频交流量。③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)(tV d中产生的无用组合频率分量及干扰，产生一个只反映(t)大小的控制信号)(tV C。4046锁相环芯片包含鉴相器（相位比较器）和压控振荡器两部分，而环路滤波器由外接阻容元件构成。（2）锁相环锁相原理锁相环是一种以消除频率误差为目的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差。 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)(tVO与)(tVi的相位差(t)发生变化，该相位差经过PD 转换成误差电压)(tVd。此误差电压经过LF 滤波后得到)(tVc，由)(tVc去改变 VCO 的振荡频率，使其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)(tV d正比于（t），因此在锁定状态，（ t）不可能为零，换言之，在锁定状态)(tVO与)(tVi仍存在相位差。虽然有剩余相位误差存大，但频率误差可以降低到零，因此环路锁定时，压控振荡器输出频率OF与外加基准频率（输入信号频率）iF 相等，即压控振荡器的频率被锁定在外来参考频率上。（3）同频带与捕捉带同步带是指从环路锁定开始，改变输入信号的频率if （向高或向低两个方向变化），直到环路失锁（由锁定到失锁） ，这段频...