《锁相环大纲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锁相环大纲（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南京理工大学编(高纲号 0552)I、课程性质与设置目的要求“锁相与频率合成技术”课程是江苏省高等教育自学考试电子信息工程专 业的必修课，主要内容为锁相技术的基本原理、电路与应用。锁相与频率合成技术是实现相位自动控制的一门科学，是专门研究系统相位 关系的技术。随着科学技术的发展，人们对各种设备的控制精度要求越来越高， 在无线电技术中自动控制技术的应用已经进入了第三代。第一代是自动增益控制 (AGC);第二代是自动频率控制(AFC);第三代是自动相位控制(APC)。而 锁相技术就是第三代的控制技术。锁相技术的核心是锁相环路，所谓的锁相环路是一个实现相位自动锁定的控 制系统。锁相环路具有两个突出的
2、特性：第一是窄带滤波特性;第二是宽带跟踪 特性。这两个特性使得锁相技术在电子技术领域得到了广泛的应用，特别是随着 集成电路技术、数字技术以及通讯和计算机技术的发展，极大地推动了锁相技术 的发展和应用。目前，锁相技术已经形成一门比较系统的理论科学，锁相技术的 应用主要包含以下几个方面跟踪滤波、频率合成与频率变换、模拟和数字信号 的相干解调、数字通讯、调制与解调、检波、稳频和位频等。设置本课程的目的和要求：通过本课程的学习，使自学应考者掌握锁相技术 的原理和锁相环路的性能，熟悉锁相环路的分析方法，了解锁相技术在电子技术 领域中的应用。锁相技术是理论性与工程性都很强的一门课程，学生应具备必要 的数学
3、、电子线路、数字电路、信号与系统等课程的知识，在掌握环路原理和性 能的基础上领会应用，在学习应用中进一步深化和理解环路的原理和性能，理论 联系实际，为在今后的工程实践中灵活应用锁相环路打下基础。II、考试目标(考核知识点、考核要点)第一章锁相环路的基本工作原理一、考核知识点(一) 锁相环路的基本工作原理;(二) 锁相环路的相位数字模型及其微分方程;(三) 锁相环路的基本性能。二、考核要求(一) 锁定与跟踪的概念1、识记：(1)相位的概念;(2)锁相环路的定义;(3)环路的捕获带(4) 环路的同步带。2、领会：(1)锁相环路是一个相位跟踪系统，它建立了输出信号瞬时相位 与输入信号瞬时相位的控制关
4、系(2)几个重要参数：载波相位、瞬时相位、自 由振荡角频率、瞬时相差、移稳态相差;(3)环路的两种基本工作状态：捕获 过程、锁定状态。3、应用：(1)环路是处于锁定状态的判定依据;(2)一阶环稳态相差的 计算。（二）环路组成1、识记：（1）环路的基本部件；（2）鉴相器的作用与数学模型；（3）鉴 相器的分类：模拟乘法器鉴相器、序列电路（数字鉴相器）；（4）环路滤波器 的作用与数学模型；（5）压控振荡器的作用与数学模型；（6）压控灵敏度；（7） 压控振荡器的种类。2、领会：（1）锁相环路的组成及框图；（2）正弦鉴相器及数学模型；（3） 几种常用的环路滤波器及传递函数；（4）锁相环路的相位数学模型。
5、3、应用；（1）理想积分滤波器分析；（2）非常用环路滤波器的传递函数 求解。（三）环路的动态方程1、识记：（1）瞬时频差；（2）控制频差；（3）固有频差；（4）环路增 益 K.2、领会：（1）锁相环路动态方程3、应用：（1）锁相环路动态方程的含意；（2）稳态相差的求解。（四）一阶环路的捕获、锁定与失锁。1、识记：（1）一阶环路；（2）相点；（3）相轨迹（4）相平面。2、领会：（1）一阶环路的非线性微分方程；（2）相轨迹上相点的含义。3、应用：（1）频率牵引现象；（2）一阶环路的捕获带、同步带、快捕带。第二章 环路跟踪性能一、考核知识点（一）锁相环路的线性相位模型及传递函数；（二）锁相环路的性能
6、指标；（三）二阶环路在典型输入下的响应；（四）环路的频率响应。二、考核要求（一）线性相位模型与传递函数1、识记：（1）环路传递函数的概念；（2）讨论传递函数的含义。2、领会：（1）锁相环路的线性相位模型；（2）环路的线性动态方程；（3） 环路开环传递函数；（4）环路闭环传递函数；（5）环路误差传递函数：（6） 采用三种常用滤波器环路的传递函数。（二）二阶线性系统的一般性能1、识记：（1）环路自然角频率en;（2）环路阴尼系数Z ；（3）环路的主要性能指标：延迟时间、上升时间、峰值时间、暂态时间、最大过冲量。2、领会：（1）三种典型环路的en、Z表示方法；（2）环路的频率响当 当应及特性。（三）
7、环路对输入暂态信号的响应1、识记：（1）环路的暂态相差；（2）相位阶跃；（3）频率阶跃；（4） 频率斜升；（5）稳态相差。2、领会：（1）分析二阶环路对输入暂态响应的方法；（2）采用无源比例 积分滤波器的二阶环路对三种暂态信号输入的响应；（3）采用理想积分滤波器 的二阶环路对三种暂态信号输入的响应。3、应用：（1）环路暂态相差与稳态相差的计算。（四）环路对输入正弦相位信号的响应1、识记：（1）环路频率响应的概念；（2）环路输入相位的调制频率Q;（3）调制跟踪环；（4）载波跟踪的概念。2、领会：（1）常用二阶环的闭环频率响应；（2）常用二阶环的误差频率响应；（3）二阶环路频率特性的特点：无论采用
8、何种滤波器的二阶环路，其闭 环频率响应具有低通的性质、共误差频率响应具有高通的性质。3、应用：（1）调制跟踪环的特点和应用；（2）载波跟踪环的特点与应用。（五）环路稳定性1、识记：（1）环路稳定性及判别方法；（2）稳定余量；（3）相位余量；（4）增益余量。2、领会：（1）伯德准则；（2）采用伯德准则或稳定余量判断环路的稳定 性。（六）非线性跟踪1、识记：（1）最大同步扫描速率的概念；（2）最大频率阶跃量的概念。2、领会：（1）非线性跟踪的稳态相差。第三章 环路噪声性能一、考核知识点（一）环路存在噪声时的相位数学模型（仅含输入噪声及仅含 VCO 噪声两种 情况）；（二）环路噪声带宽BL及含义；（
9、三）跳周、平均跳周时间、跳周概率。二、考核要求（一）环路噪声相位模型1、识记：（1）噪声与干扰的来源；（2）分析有噪声环路的方法。2、领会：（1）环路存在噪声时的相位数学模型（仅含输入噪声及仅含VCO 噪声两种情况）。（二）环路对输入白高斯噪声的线性过滤特性1、识记：（1）环路的噪声带宽BL；（2）环路的信噪比。2、领会：（1）仅含输入噪声的相位数学模型；（2）环路输出噪声相位方 差；（3）环路的噪声带宽 BL 的含义；（4）环路对输入噪声的过滤特性。3、应用：（1）环路噪声带宽的计算；（2）环路信噪比的计算。（三）环路对压控振荡器相位噪声的线性过滤1、领会：（1）仅含VCO噪声的相位数学模型
10、；（2）环路对VCO噪声的过 滤特性。（四）环路跳周与门限1、识记：（1）跳周的概念；（2）环路噪声门限。2、领会：（1）平均跳周时间及其计算；（2）跳周概率的含义及其计算。第四章 环路捕获性能一、考核知识点（一）捕获的概念及捕获过程；（二）环路捕获的性能参数（捕获带、捕获时间）；（三）辅助捕获的方法。二、考核要求（一）捕获的基本概念1、识记：（1）捕获的概念；（2）频率捕获；（3）相位捕获；（4）自捕 获；（5）辅助捕获；（6）研究捕获过程的常用方法。（二）捕获过程与捕获特性2、领会：（1）捕获过程；（2）捕获过程的特性。（三）捕获带与捕获时间1、识记：（1）捕获带；（2）快捕带；（3）频率
11、捕获时间；（4）快捕时 间（相位捕获时间）。2、领会：（1）二阶环的捕获带与捕获时间计算。（四）辅助捕获方法 1、识记：（1）辅助捕获的作用；（2）辅助捕获的基本出发点。2、领会：（1）辅助捕获的方法；（2）辅助捕获的原理（辅助鉴频、变带 宽、变增益）。第五章 集成锁相环路一、考核知识点（一）集成锁相环路的分类及特点；（二）数字式鉴频鉴相器的工作原理；（三）数字压控振荡器的工作原理；（四）集成频率合成器的工作原理。二、考核要求（一）集成鉴相器1、识记：（1）集成鉴相器的类型。2、领会：（1）模拟乘法器鉴相器的工作原理及鉴相特性；（2）门鉴相器的工作原理及鉴相特性；（3）数字式鉴频鉴相器的基本组
12、成； （4）数字式鉴频鉴相器的工作原理；（5）数字式鉴频鉴相器的鉴相特性与鉴频 特性。（二）集成压控振荡器1、识记：（1）常用的集成压控振荡器类型。2、领会：（1） LC负阴型压控振荡器的工作原理；（2）数字门电路型压控 振荡器的工作原理。（三）通用单片集成锁相环1、识记：（1） NE560、NE562的组成与特性；（2） XR-215的组成与特性；（3）L564的组成与特性；（4） NE567的组成与特性；（5） 5G4046的组成与特 性。（四）集成频率合成器1、识记：（1）集成频率合成顺的主要部件；（2） MC145106的内部组成； （3） MC145145的内部组成；（4） MC14
13、5152的内部组成。2、领会：（1） MC145106组成的组合式集成频率合成器框图及工作原理。第六章 锁相环路的应用一、考核知识点（一）锁相环路的特性及含义；（二）典型的锁相环路应用；（三）跟踪滤波器；（四）调制与解调；（五）频率合成。二、考核要求（一）跟踪滤波器1、识记：（1）跟踪滤波器。2、领会：（1）跟踪滤波器的跟踪特性；（2）跟踪滤波器频率特性。3、应用：（1）相干解调的概念。（二）调制器与解调器1、识记：（1）带载波的双边带调幅信号DSB-AM;（2）抑制载波的单边带 调辐信号SSB-AM；（3）残留边带的调幅信号VSB-AM;（4）抑制载波的双边带 调幅信号；（5）调频信号；（6
14、）调相信号；（7）频移键控FSK;（8）相移键 控 PSK.2、领会：（1） AM同步解调的工作原理；（2）调频信号与调相信号的相互 转换；（3）调频信号解调的工作原理。3、应用：（1）几种FM解调器电路；（2） FSK解调的应用。（三）频率合成1、识记：（1）频率合成的定义；（2）频率合成的三种方法、工作原理及 特点。2、领会：（1）双模分频锁相合成器的工作原理、特点及分频比的计算；（2） 四模分频锁相合成器的工作原理及分频比的计算；（3）小数分频频率合成器的 工作原理及特点。3、应用：（1）频率合成器实例及输出频率计算；（2）双环锁相频率合成 器的输出频率计算。（四）载波同步1、识记：（1
15、）相干载波；（2）提取相干载波的方法：插入导频法、直接 提取法。2、领会：（1）平方环的工作原理、作用、特点；（2）同相正交环的工作 原理。（五）位同步1、识记：（1）位同步的概念；（2）外同步法；（3）自同步法。2、应用：（1）几种典型的位同步模拟环。（六）FM立体声解码1、识记：（1） FM立体声信号；（2） FM立体声解码器的组成。2、领会：（1） FM立体声解码器的工作过程。（七）电动机转速控制1、领会：（1）锁相电机控制的工作原理；（2）锁相电机控制系统的工作 模型。（八）锁相接收机1、识记：（1）锁相接收机的一般过程。2、领会：（1）锁相接收机的工作原理。（九）其他应用1、领会：（1）锁相移相器及其工作原理。第七章 数字锁相环一、考核知识点（一）全数字环路的一般组成、分类。（二）数字环路典型部件的组成与工作原理。二、考核要求（一）全数字环路及其应用1、识记：（1）全数字锁相环的概念；（2）全数字锁相环的一般
