實驗五數(shù)字鎖相環(huán)與位同步

1、實驗五：數(shù)字鎖相環(huán)與位同步實驗五：數(shù)字鎖相環(huán)與位同步一、一、實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?.掌握數(shù)字鎖相環(huán)工作原理以及觸發(fā)式數(shù)字鎖相環(huán)的快速捕獲原理。2.掌握用數(shù)字環(huán)提取位同步信號的原理及對信息代碼的要求。3.掌握位同步器的同步建立時間、同步保持時間、位同步信號同步抖動等概念。二、二、實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容1.觀察數(shù)字環(huán)的失鎖狀態(tài)、鎖定狀態(tài)。2.觀察數(shù)字環(huán)鎖定狀態(tài)下位同步信號的相位抖動現(xiàn)象及相位抖動大小與固有頻差、信息代碼的關(guān)系。3.觀察數(shù)字環(huán)位同步器的

2、同步保持時間與固有頻差之間的關(guān)系。三、三、基本原理基本原理可用窄帶帶通濾波器，鎖相環(huán)來提取位同步信號。實驗一中用模數(shù)混合鎖相環(huán)（電荷泵鎖相環(huán)）提取位同步信號，它要求輸入信號是一個準周期數(shù)字信號。實驗三中的模擬環(huán)也可以提取位同步信號，它要求輸入準周期正弦信號。本實驗使用數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號，它不要求輸入信號一定是周期信號或準周期信號，其工作頻率低于模數(shù)環(huán)和模擬環(huán)。用于提取位同步信號的數(shù)字環(huán)有超前滯后型數(shù)字環(huán)和觸發(fā)器型數(shù)字環(huán)，此實驗系統(tǒng)

3、中的位同步提取模塊用的是觸發(fā)器型數(shù)字環(huán)，它具有捕捉時間短、抗噪能力強等特點。位同步模塊原理框圖如圖51所示，電原理圖如圖52所示（見附錄）。其內(nèi)部僅使用5V電壓。位同步器由控制器、數(shù)字鎖相環(huán)及脈沖展寬器組成，數(shù)字鎖相環(huán)包括數(shù)字鑒相器、量化器、數(shù)字環(huán)路濾波器、數(shù)控振蕩器等單元。下面介紹位同步器的工作原理。以可以確保中斷申請后對8254B2讀數(shù)時它已停止計數(shù)。數(shù)字環(huán)路濾波器由軟件完成?？刹捎迷S多種軟件算法，一種簡單有效的方法是對一組N0作平

4、均處理。設(shè)無噪聲時環(huán)路鎖定后ui與uo的相位差為N02，則在噪聲的作用下，鎖定時的相位誤差可能大于N02也可能小于N02。這兩種情況出現(xiàn)的概率相同，所以平均處理可以減小噪聲的影響，m個Nd值的平均值為（52）???idmNN1數(shù)字濾波器的輸出為Nc=No2Nd(53）數(shù)控振蕩器由四個8254計數(shù)器及一些門電路構(gòu)成，其原理框圖如圖54所示，圖中已注明了各個計數(shù)器的工作方式和計數(shù)常數(shù)。以下分析環(huán)路的鎖定狀態(tài)及捕捉過程，此時不考慮噪聲的影響。

5、uoG4Nc2u4Cu5Nc2CNoGOGO8254B0M1Nc28254A1M2NoG2G3Nou3P1.4Gu2OC8254A0M1NoG1NoCGO8254B1M2Nc3u6G6G5u1圖54數(shù)控振蕩器環(huán)路開始工作時，軟件使8254B0和8254B1輸出高電平，從而使8254A1處于計數(shù)工作狀態(tài)、8254B1處于停止計數(shù)狀態(tài)，G6處于開啟狀態(tài)，8254A1輸出一個周期為N0的周期信號。若環(huán)路處于鎖定狀態(tài)，則N’d=N02，由式（5