数电实验锁相环倍频器-word资料(精).doc

数电实验 3-锁相环倍频器 1 实验 11 锁相环倍频器 121180166 赵琛一、实验目的 1 学****数字锁相环集成电路,锁相环倍频器的基础知识。 2 根据数字锁相环 74HC/HCT4046 的数据手册, 分析、设计数字锁相环倍频器, 学****根据集成电路数据手册分析、设计电路的的一般方法。二、实验器材双踪示波器、方波信号发生器、数字万用表、 CD4046 、 74LS47 。三、实验预****研究、思考题 1 锁相环锁定与失锁的标志是什么?如何用示波器来判断? 答:锁定的标志是输出信号和输入信号频率相同,仅有相位的不同。用示波器判断, 可以调节输入电压, 若输出信号与输入信号相位差不变化,频率一致,即两信号相对稳定,则完成锁相。 2 锁相环的锁定范围主要由哪些因素决定? 答:由 CD4046 技术手册可知, 期锁定范围由 R1 、 R2 、 C1 三个主要参数决定。具体值要看这三个参数的关系图。其中, C1 、 R1 决定中心频率, R2 、 C1 决定最低频率, R1 、 R2 决定最高频率和最低频率比值。 3 CD4046 有两个相位比较器, 有何区别? 74HC4046 有 3 个相位比较数电实验 3-锁相环倍频器 2 器,有何区别? 答:对于 CD4046 ,两个相位比较器分别为异或相位比较器( NOR ) 即 PC1 , 其相位锁定范围为 0 —— 180 °; 相位——频率比较器( PFD ), 即 PC2 ,其相位锁定范围为-360 °—— 360 ° 。其中 PC1 比较容易锁定, 但是要求输入信号 50% 占空比, 或者是波形较好小信号。若条件达到尽可能用 PC1 , 否则使用 PC 2 已达到稳定的锁相。一般多用 PC2 , 比较容易满足条件。对于 74HC4046 ,除去 CD4046 已有的两个触发器外,还有第三个触发器 JK 触发相位比较器( JK ) ,即 PC3 ,其相位锁定范围是 0 —— 360 ° 。选择方式与 CD4046 类似。 4 试推导有一个零点的二阶系统的单位阶跃响应的时域表达式和超调量的表达式。答:对于有一个零点的二阶系统,其 H(s)= b ass b as 2???, 其中 a=2 ζω, b= ω 2, 这是一个冲激响应。其对应阶跃响应为 G(s)=b ass b as 2???*s 1 。对其进行拉普拉斯逆变换可知, 由于表达式过于复杂,故使用 matla b 进行拉普拉斯逆变换可得, g( t) =1- (cosh(t*(a^2/4 - b)^(1/2)) - (a*sinh(t*(a^2/4 - b)^(1/2)))/(2*(a^2/4 - b)^(1/2)))/exp((a*t)/2) 数电实验 3-锁相环倍频器 3 其超调量表达式为σ=) ( ) ( ) (??y y-ty p 。同样,使用 matlab ,, Tp= log((2*b)/(2*b + a*(a^2 - 4*b)^(1/2) - a^2))/(a^2/4 - b)^(1/2) (另一解为负数不符合实际舍去) 再代入即可求解σ=) ( ) ( ) (??y y-ty p=) ( ( )p pty1 1-ty?-1。但由于 matla b 功能有限,带入无法求出精确数值解。其中, 我们根据拉普拉斯变换性质, 可知 1 sG(s