测控电路实验指导书

目录

第一次实验

实验二信号放大电路实验 (1)

第二次实验

实验六幅度调制及解调实验 (6)

实验七移相电桥实验 (19)

第三次实验

实验八脉宽调制电路实验 (20)

实验十一开关式相乘调制及解调实验 (12)

第四次实验

实验十二精密全波整流及检波实验 (14)

实验十三开关式全波相敏检波实验 (16)

第五次实验

实验十四锁相环单元实验 (18)

实验十五分频器单元实验 (34)

实验二 信号放大电路实验

一、实验目的

1．研究由集成运算放大器组成的基本放大电路的功能。 2．了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理

集成运算放大器是一种具有电压放大倍数高的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可以组成反相比例放大器，同相比例放大器，电压跟随器，同相交流放大器，自举组合电路，双运放高共模抑制比放大电路，三运放高共模抑制比放大电路等。 理想运算放大器的特性：

在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条

件（如表2-1所示）的运算放大器称为理想运放。

失调与漂移均为零等。

理想运放在线性应用时的两个重要特性：

（1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U 0=A ud (U +-U -)，而U 0为有限值，因此，(U +-U -)=0，即U +=U -，称为“虚短”。

（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 以上两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 1．基本放大电路： 1）反向比例放大器

电路如图2-1所示。对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：

i 1

F O U R R U -

=，为了减少输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻

R 2=R 1∥R F

图2-1 反向比例放大器 图2-2 同相比例放大器

2）同相比例放大器

电路如图2-2所示。对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：

i 1

F

O )U R R 1(U +

=，其中R 2= R 1∥R F 。

当R 1→∞时，U 0= U i ，即得到如图2-3所示的电压跟随器。

3）电压跟随器

电路如图2-3所示。对理想运放，该电路的输

出电压与输入电压之间的关系为：

U0= Ui ，图中R1= RF ，用以减少漂移和起保护 作用。一般R F 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，

太大则影响到跟随性。 图2-3

电压跟随器

2．高输入阻抗放大电路： 1) 同相交流放大电路

电路如图2-4所示。电容C 2将运算放大器两输入端之间的交流电压作用于电阻R 1的两端。对理想运放，两输入端是虚短的（近似等电位），即R 1的两端等电位，没有信号电流通过R 1，因此，对交流而言，R 1可以看作无穷大。

图2-4 同相交流放大电路 图2-5 自举组合电路

该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：

i 223

O )U WC /1R R 1(U ++=，为了减少失调电压，应满足R 3= R 1+ R 2

输入阻抗：1

123i in jwC 1)KR //()R (R 1KZ Z +

++=

其中：K 为运算放大器的开环放大倍数； Z i 为运算放大器的开环输入阻抗。

2）自举组合电路

电路如图2-5所示。这种利用反馈电路来减少向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路称为自举电路。

对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：

i 25O U R R U -=；O 64O2U R R U -= 输入电阻：2

121i R R R R R -=

当R 1= R 2，R 5= 2R 2，R 4= R 6时，则11

i

2i O22I R U R U U I ==-=，即I 1将全部由I 2提供，输入回路无电流，输入阻抗为无穷大。 3．高共模抑制比放大电路

1）双运放高共模抑制比放大电路

电路如图2-6所示。对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：

i25

6i146

12O U R R U R R R R U -=

，其中R 3=R 1∥R 2，R 7=R 4∥R 5∥R 6。当5412R R R R =，U i1=U i2时，输

出电压为零，共模信号得到了抑制。

图2-6 双运放高共模抑制比放大电路

2）三运放高共模抑制比放大电路

电路如图2-7所示。三运放高共模抑制比放大电路又称测量放大器、仪表放大器等。它的输入阻抗高，易于与各种信号源相匹配。它的输入失调电压和输入失调电流及输入偏置电流小，并且漂移小，稳定性好。其共模抑制比大，能适于在大的共模电压的背景下对微小差值信号进行放大。

图中改变电位器R F1的阻值，则可以改变对差模信号的放大倍数；R 5，R F2，R 6用于调零，当 R 1=R 2, R 3=R 4，R 7=R 8时

则CMRR

ic 37id F1137O U R R U )R R 21(R R U K ++-=

ic C id U GU K +-=

其中，G 是整个放大器对差模信号的增益： C K 是整个放大器对共模信号的增益： K CMRR 是运算放大器N 3的共模抑制比

整个放大器的共模抑制比：CM RR F1

1C

CM R K R R 21K G K ?+==)(

3

7

F11R R )R R 2(1G +=CM RR

37C 1

R R K K ?

=

三、实验设备

1．测控电路实验箱

2．示波器

3．函数信号发生器

4．直流电压表

四、实验内容及步骤

实验前熟悉相应的实验单元，认清实验单元的信号输入及输出端口，打开实验箱上相应单元的电源。

1．反向比例放大器

（1）在实验挂箱上找到“U1通用的单元电路”，打开本单元电源开关，按图2-1搭好电路，输入端U i接地，用万用表测量输出端U O，调节本单元的电位器，使输出为零。

（2）调节信号发生器，使之输出f=1KHz的正弦信号，接入本单元的输入端，实验时要注意输入的信号幅度以确保集成运放工作在线性区，用示波器观测U i及输出电压U O的相位关系，

2．同相比例放大器

（1）在实验挂箱上找到“U1通用的单元电路”，打开本单元电源开关，按图2-2搭好电路，信号输入端接地，进行调零。

3．电压跟随器

（1）在实验挂箱上找到“U1通用的单元电路”，打开本单元电源开关，按图2-3搭好电路，信号输入端接地，进行调零。

4．同相交流放大电路

（1）在实验箱上找到“U13同相交流放大电路”单元。

5．自举组合电路

1）在实验挂箱上找到“U12自举组合电路”的实验单元，信号输入端接地，进行调零。

2）实验步骤同内容1，将结果记入表下表中。

6．双运放高共模抑制比放大电路

1）在实验挂箱上找到U9的实验单元，信号输入端接地，进行调零。

2）在U i1及U i2的两端输入正弦波信号，测量相应的U0，并用示波器观测U0与U i的幅值

7．三运放高共模抑制比放大电路

1）在实验挂箱上找到U14的实验单元，两信号输入端均接地，调节本单元的电位器W2，使输出端U0电压为零。

2）在U i1及U i2的两端输入正弦波信号，并用示波器观测U0与U i的幅值及相位关系，同

五、思考题

1．自举组合电路一般应用于那种场合？

2．对测量放大电路的基本要求是什么？

3．按照图2-7给定的电路参数，假设已调零，试计算当R D1=5KΩ时，放大器的差模增益？

六、实验报告要求

1．整理以上实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。

2．将理论值计算结果和实测数据相比较分析产生误差的原因。

3．分析和讨论实验中出现的现象和问题。

实验六幅度调制及解调实验

一、实验目的

1．理解幅度调制与检波的原理。

2．掌握用集成乘法器构成调幅与检波电路的方法。

二、实验原理

实验电路图如图6-2所示。

调幅就是用低频调制信号去控制高频载波信号的幅度，使高频载波信号的振幅按调制信号变化。而检波则是从调幅波中取出低频信号。振幅调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅（AM）信号，抑制载波的双边带调制（DSB）信号，单边带调制（SSB）信号。此实验主要涉及普通调幅（AM）及检波原理。

三、实验设备

1．测控电路实验箱

2．函数信号发生器

3．示波器

四、实验内容及步骤

1．打开实验箱中U5,U6单元的电源开关。

2．调幅波的观察

（1）把“U15信号产生单元”短路帽JP1,JP2拨到“VCC”方向，调节此单元的电位器（电位器RP2调节信号幅度，电位器RP1调节信号频率），使之输出频率为1.3KHz、幅值为1Vp-p 的正弦波信号，接入“U5调幅单元”的调制波输入端。

（2）调节实验箱低的函数信号发生器，使之输出频率为100KHz、幅值为4.0Vp-p的正弦波信号，接入“U5调幅单元”的载波输入端。

图6-1 普通调幅（AM）波波形

（3）“U5调幅单元”的输出端接入示波器CH1，调节“U5调幅单元”的电位器W，在示波器上观测到如图6-1所示的普通调幅（AM）波。

3．解调波的观察

（1）在保持调幅波的基础上，将“U5调幅单元”的输出端接入“U6解调单元”的调幅波输入端，把输入“U5调幅单元”的载波信号接入“U6解调单元”载波输入端。

（2）“U6解调单元”的输出端接入示波器的CH2，调节“U6解调单元”的电位器W1，观

五、实验注意事项

为了得到更好的实验效果，实验时，外加信号的幅度不宜过大，请按照“实验内容及步骤”说明部分做实验。

六、思考题

集成乘法器调幅及解调电路有何特点？试简述它们的工作原理。

七、实验报告要求

1．根据观察结果绘制相应的波形图，并作详细分析。

2．其它体会与意见。

图6-2 幅度调制与解调单元

实验七 移相电桥实验

一、实验目的

1．掌握移相电桥的工作原理和应用。 2．熟悉移相电桥单元的使用方法。 二、实验原理

实验电路图如图7-1所示。令U i 输入端的正弦信号为?

i U =θ∠m U ，则

?

O U =C)R 2arctg (U W m ?θ-∠，其中ω为信号的角频率，R W 为电位器W 的有效电阻值。因此当

改变电位器的阻值时，?

o U 将相对于?

i U 可以移相0o~180o，移相过程中，幅值U m 不变。

图7-1 移相电桥实验电路图

三、实验设备

1．测控电路实验箱

2．函数信号发生器 3．示波器

四、实验内容及步骤

1．打开直流稳压电源±12V 电源开关 2．调节信号发生器，使之输出f i =40KHz ，4.0V P-P 左右的正弦信号，接入“U18移相电桥单元”的输入端U i 。

3．本单元的输入端U i 和输出端Uo 分别接入示波器的CH1和CH2，调节电位器W ，观测“Uo ”端波形的移相情况。 六、实验报告要求

1．整理实验数据，记录相应的波形。 2．分析移相电桥的工作原理。

实验八脉宽调制电路实验

一、实验目的

掌握脉冲调宽电路的工作原理及其应用。

二、实验原理

实验电路原理图如图8-1所示。RP1及RP2为电位器W2的两部分，当RP1增大时，则RP2减小，且RP1+RP2=RW2为一常量，当调节电位器W2时，输出信号的频率不变，而它的占空比随RP1、RP2的值变化，即输出信号的脉宽可调。输出信号Uo的频率为，，其中Rd1，Rd2分别为d1，d2二极管正向导通时的等效电阻值。本实验单元利用RP1、RP2来模拟差动电阻传感器的两臂，从而达到实验效果。

图8-1 脉宽调制电路实验电路图

三、实验器件及单元

1．测控电路实验箱

2．信号发生器

3．示波器

四、实验内容及步骤

1．打开直流稳压电源±12V电源开关

2．把“U19脉宽调制单元”的输出端UO接入示波器，调节电位器W2，观测“UO”端波形的变化情况。

五、思考题

实验电路是怎样实现脉冲调宽的？

六、实验报告要求

1．对实验结果与理论的差异进行分析。

100

clk 0f f =

实验十 开关电容滤波器实验

一、实验目的 1．熟悉及掌握集成开关电容滤波器的构成原理及应用。 2．掌握滤波器的滤波特性。 二、实验原理及电路

1．集成滤波器MF10芯片简介

集成滤波器MF10芯片内部框图及其引脚图如图10-1所示。

开关电容集成滤波器MF10是一种通用型开关电容滤波器集成电路，依外部接法不同，可

实现低通、高通、带通、带阻和全通等滤波特性。开关电容集成滤波器无需外接决定滤波频率的电阻和电容，其滤波频率仅由输入时钟f clk 决定，通常时钟频率f clk 应高于信号频率的50倍或100倍。其内部集成了两组MF5，两个MF5既可分别构成两个独立的二阶开关电容滤波器，又可级联成四阶开关电容滤波器。其内部框图及引脚图如图10-1所示，第4（17）脚为内部运放反相输入端INV A (INV B )；第5（16）脚为求和输入端SIA(SIB)；第1（20）脚为低通输出端LPA(LPB)；第2（19）脚为带通输出端BPA(BPB)；第3（18）脚为带阻/全通/高通输出端N/AP/ HPA(N/AP/HPB)，第10（11）脚为时钟输入端CLKA(CLKB)；第12脚用于设定时钟频率f clk

与滤波器的频率f 0的比值；当第12脚接高电平时 ，则 ；接地时， ，

则 ；只要在时钟输入端CLKA(CLKB)控制输入的时钟频率，就可以改变滤波频率，这

样可以实现滤波频率的数字控制。滤波器的Q 值通过外接电阻设定。

图10-1 MF10内部框图及引脚图

2．电路说明

实验电路原理图如图10-2所示。

50f f

clk =50f f cl k

0=100f f 0

clk =

短接J1的1-2，J2的1-2，J3的2-3，J4的4-5时，则构成二阶高通滤波器；

短接J1的1-2，J2的1-2，J3的2-3，J4的2-3时，则构成二阶带通滤波器；

短接J1的2-3，J2的1-2，J3的1-2，J4的4-5时，则构成二阶带阻滤波器；

短接J1的2-3，J2的2-3，J3的1-2，J4的4-5时，则构成二阶全通滤波器；

图10-2 开关电容滤波器实验电路图

三、实验设备

1．测控电路实验箱

2．函数信号发生器

3．示波器

四、实验内容及步骤

1．打开直流稳压电源±5V电源开关。

2．时钟信号的观察

把“U10 开关电容滤波器”单元的“时钟信号”端接入示波器，观察时钟信号的波形。

3．调节信号发生器，使之输出正弦信号，接入输入端，输出端接示波器，按照前面“电路说明”部分，通过切换短路帽分别接成低通、高通、带通、带阻、全通滤波器，用示波器同时观察输入信号与输出信号，改变输入信号的频率，记录输出信号的幅度及相位随输入信号频率变化的情况。

五、思考题

1．用集成开关电容滤波器MF10设计一滤波器需注意哪些问题。

2．试用MF10设计一个四阶低通滤波器，要求品质因数Q1=1，Q2=0.5，其截止频率f0=2KHz，试画出其原理图。

六、实验报告要求

1．整理实验数据，绘制以上几种滤波器的滤波特性曲线图。

实验十一开关式相乘调制及解调实验

一、实验目的

1．加深理解“开关式相乘调制”的特点和这种调制方式的组成原理。

2．通过实验电路的组成、波形的观测来理解这种调制方式的优缺点。

二、实验原理

1．电路的组成

开关式相乘调制及解调实验电路框图见下图所示，主要由调制电路，开关信号产生电路，解调电路组成。

开关式相乘调制原理框图解调部分原理框图2．实验电路的工作原理

这是一种简单的开关式相乘调制实验，在设计上有一定的代表性，比较清晰直观，能使学生在实验时有一个感性的认识和方便测试。

如图11-3所示调制电路是一种单管调制器，采用场效应管Q1(3DJ6F)来担任，利用其阻抗高的特点和控制灵敏的优越性，能很好的满足调制要求。G极加入开关控制信号（方波），D极输入调制信号（正弦信号），在输出端U O处可观测到理想的开关式幅度调制信号。

信号的解调部分电路主要利用实验十“开关电容滤波器实验”作低通滤波器提取开关式幅度调制信号中的基带信号，从而获得解调信号。

图11-1 开关式相乘调制电路

三、实验设备

1．测控电路实验箱

2．函数信号发生器

3．示波器

四、实验内容及步骤

（一）已调信号的观测

1．打开实验挂箱接入±5V，±12V直流电源。

2．调节信号发生器，使之输出频率为15KHz，幅值为6.0V P-P的正弦波信号如图11-1，接入“U21波形变换单元”的输入端U i，“U21波形变换单元”的输出端U o接示波器，在示波器上可观测到开关控制信号（方波），如图11-2所示。

3．把“U23波形转换单元”的输出U o端接入“U20开关式调制单元”的U c端（即将开关控制信号导入到开关式调制单元）。

4．把“U15信号产生单元”短路帽JP1,JP2拨到“VCC”方向，调节此单元的电位器（电位器RP2调节信号幅度，电位器RP1调节信号频率），使之输出频率为1.3KHz、幅值为1V P-P 的正弦波信号，接入“U20开关式调制单元”的U i端，把“U20开关式调制单元”的U O端与U C端分别接入示波器的CH1和CH2，可观察到已调信号（如图11-4）与开关控制信号（方波）的关系。

（二）解调信号的观测

1．在上面步骤的基础上，把“U20开关式调制单元”的U O端接入“U10开关电容滤波器单元”（此单元电路接成低通滤波器）的“输入”端（即将已调信号导入到低通滤波器）。

2．用虚拟示波器同时观测“U20开关式调制单元”的U i端及“U10开关电容滤波器单元”的“输出”端的信号波形。

图11-2 调制信号图11-3 开关控制信号图11-4 已调信号

五、实验注意事项

1．实验过程中，外加调制信号幅度不要过大，请按照实验内容及步骤说明部分进行实验，以便得到更好的实验效果。

六、思考题

试阐述开关式相乘调制及解调的工作原理。

七、实验报告要求

1．整理实验数据，绘制观测到的波形图。

实验十二精密全波整流及检波实验

一、实验目的

1．掌握精密全波整流电路的构成及工作原理。

2．掌握精密全波整流电路在检波电路中的功能。

二、实验原理

（一）实验电路框图如图12-1所示

调幅（AM）信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调，这种方法又称包络检波。普通调幅（AM）信号通过精密全波整流电路进行全波整流，然后经低通滤波器取出低频成分，经过信号放大，从而获得解调信号。

图12-1 实验电路框图

（二）实验电路工作原理

实验电路如图12-2所示。运放N1，二极管D1、D2，电阻R1、R2、R3，R4构成半波检波电路。运放N2，电阻R5、R6、R7，R8构成反相输入加法电路，并与前端的半波检波电路一起构成全波检波电路。

图12-2 精密全波整流电路图

三、实验器件及单元

1．测控电路实验箱

2．函数信号发生器

3．示波器

四、实验内容及步骤

1．打开实验箱上±5V、±12V直流电源。

2．把“U15信号产生单元”短路帽JP1,JP2拨到“VCC”方向，调节此单元的电位器（电位器RP2调节信号幅度，电位器RP1调节信号频率），使之输出频率为1.3KHz、幅值为1Vp-p 的正弦波信号（用示波器观察其波形输出），接入“U5幅度调制单元”的调制波输入端。

3．调节实验箱上的函数信号发生器，使之输出频率为100KHz左右、幅值为4.0V P-P的正弦波信号，接入“U5调幅单元”的载波输入端。

4．“U5调幅单元”的输出端接入示波器CH1，调节“U5调幅单元”的电位器W，在示波器上观测到如图12-3所示的普通调幅（AM）波。

图12-3 普通调幅（AM）波图12-4 精密全波整流后的波形

5．连接“U5幅度调制单元”的“调幅波输出”端与“U11精密全波整流单元”的U S端（即把调幅波导入到精密全波整流单元）。然后，用示波器同时观测输入的调幅波与U11单元的输出波形，则可观测到如图12-4所示的经全波整流后的波形；

6．连接“U11精密全波整流单元”的U0端与“U10开关电容滤波器单元”（通过短路帽切换成低通滤波器）的“输入”端，用虚拟示波器同时观测U15单元的输出信号及“U10开关电容滤波器单元”的“输出”端的解调信号。

五、实验注意事项

1．实验过程中，外加调制信号幅度不要过大，请按照实验内容及步骤说明部分进行实验，以便得到更好的实验效果。

六、思考题

精密全波整流电路中的各个电阻应满足怎样的匹配关系。

七、实验报告要求

1．整理实验数据，绘制出实验过程中观测到的波形图。

2．阐述精密全波整流电路的工作原理。

3．对实验结果与理论的差异进行分析。

实验十三开关式全波相敏检波实验

一、实验目的

1．了解双边带调幅信号的形成及解调原理。

2．掌握开关式全波相敏检波电路的构成及工作原理。

3．掌握开关式全波相敏检波电路的特性。

二、实验原理

调制信号、载波信号、双边带调幅信号分别如图所示，当调制信号U X>0时，双边带调幅波的相位极性与载波的相位极性相同，当调制信号U X<0时，双边带调幅波的相位极性与载波的相位极性相反，调制信号U X改变符号时，其调幅波信号相位改变180o。要使原信号得到解调，检波电路就必须具有判别信号相位和选频的能力。包络检波电路是不能满足这一要求的，必须采用相敏检波电路，相敏检波电路又称同步检波电路。

（一）实验电路框图

实验电路框图如图13-1所示。高频载波信号（正弦波）经移相器进行相位调整，然后经开关式全波相敏整流电路进行全波整流，再经低通滤波器取出低频成分，信号经放大电路放大从而获得解调信号。

图13-1 实验电路框图

（二）实验电路分析

电路原理图如图13-2所示。U i为高频载波信号输入端，R1，R2，N1构成过零比较器，对高频载波信号整形，N1输出开关控制信号（方波）如图13-6所示，控制开关场效应管的通断。N S为双边带调幅波输入端，R3，R4、R5，N2构成放大倍数受开关管Q控制的放大器，当U C为高电平时，放大器的放大倍数为-1；当U C为低电平时，放大器的放大倍数为+1。其对U s双边带调幅波的整流后的信号波形如图13-7所示。

图13-2 全波相敏整流电路图

三、实验设备

1．测控电路实验箱

2．函数信号发生器

四、实验内容及步骤

1．打开实验箱上±5V、±12V直流电源。

2．把“U15信号产生单元”短路帽JP1,JP2拨到“VCC”方向，调节此单元的电位器（电位器RP2调节信号幅度，电位器RP1调节信号频率），使之输出频率为1.3KHz、幅值为1V P-P 的正弦波信号（用示波器观察其波形输出），接入“U5幅度调制单元”的调制波输入端。

3．调节实验箱上的函数信号发生器，使之输出频率为20.5KHz左右、幅值为4.0V P-P的正弦波信号，接入“U5调幅单元”的载波输入端。

4．“U5调幅单元”的输出端接入示波器CH1，调节“U5调幅单元”的电位器W，在示波器上观测到如图13-5所示的双边带调幅（DSB）波。

5．将“U5幅度调制单元”的“调幅波输出”端接入“U22开关式全波相敏检波单元”的U s端（即把双边带调幅（DSB）波导入到开关式全波相敏检波单元）。

6．把载波信号(正弦波)通过移相器加入到“U22开关式全波相敏检波单元”的U i端（即把载波信号加入到“U18移相电桥”的U i端，然后连接“U18移相电桥”的U0端与“U22开关式全波相敏检波单元”的U i端），用示波器观测“U22开关式全波相敏检波单元”U0端的信号波形。

7．连接“U22开关式全波相敏检波单元”的U0端与“U10开关电容滤波器单元”（通过短路帽切换成低通滤波器）的“输入”端，用虚拟示波器同时观测“U5幅度调制单元”的“调制信号输入”端的调制波及“U10开关电容滤波器单元”的“输出”端的解调信号。

图13-3 调制信号图13-4 载波信号

图13-5 双边带调幅信号图13-6 全波相敏整流后的波形

五、思考题

1．双边带调幅（DSB）波与普通调幅（AM）波有什么区别？

2．双边带调幅（DSB）波为什么要用相敏检波电路检波？能否用精密全波检波电路检波，为什么？

六、实验报告要求

1．整理实验数据，绘制实验过程中观测到的波形图。

2．阐述相敏检波电路检波的原理及特性。

3．对实验结果与理论的差异进行分析。

实验十四 锁相环单元实验

一、实验目的

1．掌握通用单片集成锁相环LM565的工作原理和应用。 2．了解锁相环LM565参数的计算方法。 二、实验原理和电路说明

1．芯片简介

LM565是一块工作频率低于1MHz 的通用单片集成锁相环路，其组成方框图如图14-1所示。引脚框图如图14-2所示。它包含鉴相器、压控振荡器和放大器三部分。鉴相器为双平衡模拟相乘电路，压控振荡器为积分—施密特电路。输入信号加在2、3端，7 端外接电容器C 与放大器的集电极电阻R （典型值为3.6K ）组成环路滤波器。由7端输出的误差电压在内部直接加到压控振荡器的控制端。6端提供了一个参考电压，其标称值与7端相同。6、7端可以一起作为后接差动放大器的偏置。压控振荡器的定时电阻R T 接在8端，定时电容C T 接在9端，振荡信号从4端输出。压控振荡器的输出端4与鉴相器反馈输入端5是断开的，允许插入分频器来做频率合成器。

图14-1 LM565CN 方框图 图14-2 LM565CN 引脚图

对LM565而言，压控振荡器振荡频率可近似表示为： T

T C R f 42

.1≈

压控灵敏度为： C

E f

K 500= 式中Ec 是电源电压（双向馈电时则为总电压）。 鉴相灵敏度为： π

4

.1=

d K

放大器增益为： 4.1=A

LM565工作频率范围为0.001Hz~500KHz ，电源电压为±6~±12V ，鉴频失真低于0.2%，最大锁定范围为±60%f ，输入电阻为10K ，典型工作电流为8mA 。主要用于FSK 解调、单音解码、宽带FM 解调、数据同步、倍频与分频等方面。

2．实验电路

锁相环单元电路如图14-3所示。其中频率粗调波段开关控制锁相环的频率粗调，分为三个频段。频率细调电位器调节各个频段的细调范围。

图14-3 锁相环单元实验电路图

三、实验仪器

1．测控电路实验箱

2．函数信号发生器

3．示波器

四、实验内容与步骤

一、压控振荡器频段的测试

1．打开U16锁相环单元实验模块的电源开关。

2．将“信号输入”和“反馈输入”端接地。

3．将频率粗调档分别打在“1”、“2”、“3”各频段，用频率计测量“VCO频率输出”端

二、压控振荡器两种输出信号的观察

用示波器分别观察“VCO输出”端和“三角波输出”端的波形。并画出对应的波形图。“三角波输出”和“VCO输出”的频率是由误差电压控制的，与鉴相器、放大器等构成基本锁相环电路（注：由于示波器探头存在电阻和电容，因此会影响压控振荡器的输出频率）。

五、实验报告

1．整理实验数据，画出相应的数据表格和波形图。

2．锁相环由哪些部分组成？各部分的作用是什么？