高频实验指导书2013版

高频电子线路系统实验指导书

Vd(t)??e(t)

因此在锁定状态，θe(t)不可能为零，换言之在锁定状态V0(t)与Vi(t)仍存在相位差。 2、

锁相环锁相原理

锁相环是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差，所以当电路达到平衡状态后，虽然有剩余相位误差存在，但频率误差可以降低到零，从而实现无频差的频率跟踪和相位跟踪。

当调频信号没有频偏时，若压控振荡器的频率与外来载波信号频率有差异时，通过相位比较器输出一个误差电压。这个误差电压的频率较低，经过低通滤波器滤去所含的高频成份，再去控制压控振荡器，使振荡频率趋近于外来载波信号频率，于是误差越来越小，直至压控振荡频率和外来信号一样，压控振荡器的频率被锁定在与外来信号相同的频率上，环路处于锁定状态。

当调频信号有频偏时，和原来稳定在载波中心频率上的压控振荡器相位比较的结果，相位比较器输出一个误差电压，如图14-2，以使压控振荡器向外来信号的频率靠近。由于压控振荡器始终想要和外来信号的频率锁定，为达到锁定的条件，相位比较器和低通滤波器向压控振荡器输出的误差电压必须随外来信号的载波频率偏移的变化而变化。也就是说这个误差控制信号就是一个随调制信号频率而变化的解调信号，即实现了鉴频。

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图14-2 锁相环 (PLL)

3、

同步带与捕捉带

同步带是指从PLL锁定开始，改变输入信号的频率fi （向高或向低两个方向变化），直到PLL失锁（由锁定到失锁），这段频率范围称为同步带。

捕捉带是指锁相环处于一定的固有振荡频率fV，并当输入信号频率fi偏离fV上限值fimax或下限值fimin时，环路还能进入锁定，则称fimax?fimin??fv为捕捉带。

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测量的方法是从J4输入一个频率接近于VCO自由振荡频率的高频调频信号，先增大载波频率直至环路刚刚失锁，记此时的输入频率为fH1 ,再减小fi ，直到环路刚刚锁定为止，记此时的输入频率为fH2，继续减小fi ，直到环路再一次刚刚失锁为止，记此时的频率为fL1 ,再一次增大fi，直到环路再一次刚刚锁定为止，记此时频率为fL2

由以上测试可计算得： 同步带为：fH1－fL1 捕捉带为：fH2－fL2

五、集成锁相环NE564的介绍

图14-3 NE564内部组成框图

在本实验中，所使用的锁相环为高频模拟锁相环NE564，其最高工作频率可达到50MHz，采用+5V单电源供电，特别适用于高速数

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字通信中FM调频信号及FSK移频键控信号的调制、解调，无需外接复杂的滤波器。NE564采用双极性工艺，其内部组成框图如图14-3所示，其内部电路原理图如图14-4所示。

图14-4 NE564内部电路原理图

A1为限幅放大器，它主要由原理图中的Q1～Q5及Q7、Q8组成PNP、NPN互补的共集－共射组合差分放大器，由于Q2、Q3负载并联有肖特基二极管D1、D2，故其双端输出电压被限幅在2VD=0.3～0.4V左右。因此可有效抑制FM调频信号输入时干扰所产生的寄生调

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