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1、锁相环的应用,实验目的,（1）初步认识并正确应用锁相环（CC4046）； （2）初步掌握利用锁相环实现倍频的设计及调试方法。,锁相环原理,锁相环是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，其基本原理是利用相位 误差去消除频率误差。,当 VCO 信号频率 与输入信号频率 足够接近并在相位上保持某种特定关系时，称之为“相位锁定”。锁相环在相位锁定的状态下，输入信号频率 发生变化时， VCO 输出信号 也将跟着变化，并且严格保持一致，这就是锁相环的环路跟踪。,PCI：异或相位比较器，当 PHI1和PHI2输入占空比为50% 的信号波形时，PHO1的波形的 占空比与二输入信号的相位差 有关,PCII：为
2、边沿触发式相位比 较器，它仅在二输入信号的 上升沿起作用，可接受任意 占空比的输入信号。,实验内容一：压控振荡器的压控特性测量（万用表）,步骤： 将10k的电位器一头接地，一头接VDD电源，中心滑动头接VCO输入，然后调节电位器，使VCO输入电压Vd由小到大变化（ Vd=0V、1V、2V、3V、4V、5V），测出以下三种情况下的VCO的f-V曲线。 （1）R2不接，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V （2）R2=10k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V *（3）R2=100 k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V,压控振荡器的压控特性测量原理图,9,4,5
3、,6 7,11,12,实验内容二：基本锁相环锁定与跟踪的观察,步骤： （1）将锁相环接成基本的闭环频率反馈系统； 压控振荡器的振荡元器件同上； （2）测出压控振荡器不同元器件取值时基本锁相环的跟踪范围 将函数信号发生器PULSE输出的方波信号加到锁相环的输入端，当方波信号频 率 等于VCO中心频率时，锁相环处于锁定状态，此时通过双踪示波器可以看到，输入信号 与VCO的输出 两者频率相等，仅存在固定的相位差，当缓缓改变输入信号频率时，VCO输出的频率随着改变，锁相环处于跟踪状态；当输入信号频率超过一定的范围时，VCO的输出波形由稳定变为不稳定，锁相环进入“失锁” 状态。,锁相环锁定与跟踪的观察原
4、理图,实验内容三 、 用CC4046、CC4526组成一个倍频电路 （其倍频数N=115可预置）,用锁相环实现倍频的原理,实验步骤： （1）用CC4526设计一个九进制计数器，测绘各关键点的波 形，（注意触发源的选择）。 （2）设计并连接九倍频电路，锁相环的压控振荡器参数选取 R2=10k，R1=10k，C1=120pF，VDD=+5V。 （3）观察环路跟踪情况，并用示波器测出对输入信号的跟踪范 围。 （4）在中心频率处测出 的波形,数字式占空系数测定仪,占空系数测定仪的基本框图,各点波形对应关系,计数的最高位,指标要求： （1） 被测信号频率范围100Hz5KHz （2） 量程099% （3
5、） 分辨率1% （4） 电源电压：+5V （5） 被测信号由555定时器实现，占空比范围10-90%,由指标要求可知：,（1）,（2）,步骤1：选定R1、R2、C1、R3、R4、C2 步骤2：测VCO特性曲线 若不合要求，返回步骤1调整参数 步骤3：测基本锁相环的跟踪范围 若不合要求，返回步骤1调整参数 步骤4：接入倍频电路，测跟踪范围 若不合要求，返回步骤1调整参数 步骤5：联成占空系数测定仪， 选定一个中间频率，改变占空比，比较电路输出和示波器测量结果，误差应 1%,思考题,1锁相环锁定与失锁的标志是什么？如何用示波器来判别 ？ 2输入信号频率 fi 的最大值受哪些参数的影响？ 3CC4046锁相环中有二个相位比较器，在倍频电路中更宜选用哪一个比较器？为什么？ 4在数字占空系数测定仪中，分频电路的最高位输出QD的占空比是多少？QD经过反相后作为锁相环的输入，这里非门的作用是什么？,
