眼图观察测量实验
通信原理课程教案实验四数字同步及眼图
实验四数字同步及眼图实验(理论课:教材第13章P404）实验内容1.位定时、位同步提取实验2.信码再生实验3.眼图观察及分析实验4.仿真眼图观察测量实验一、实验目的1.掌握数字基带信号的传输过程。
2.熟悉位定时产生与提取位同步信号的方法。
3.学会观察眼图及其分析方法。
二、实验电路工作原理（一）、眼图概念一个实际的基带传输系统，尽管经过十分精心的设计，但要使其传输特性完全符合理想情况是不可能的。
码间干扰是不可能完全避免的，码间干扰问题与信道特性、发送滤波器、接受滤波器特性等因素有关。
因而计算由于这些因素所引起的误码率就十分困难，尤其是在信道特性不能完全确知的情况下，甚至得不到一种合适的定量分析方法。
在码间干扰和噪声同时存在的情况下，系统性能的定量分析，就是想得到一个近似的结果都是十分繁杂的。
那么，怎样来衡量整个系统的传输质量呢? 眼图，就是一种可以直观地、方便地估价系统性能一种方法。
这种方法具体做法是：用一个示波器接在接受滤波器的输出端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接受码元的周期同步。
这时就可以从示波器显示的图形上，观察出码间干扰和噪声的影响，从而估计出系统性能的优劣程度。
所谓眼图是指示波器显示的这种图像。
干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。
因为对于二进制信号波形，它很像一只人的眼睛而得名。
如图4－3所示。
（二）、同步信号的作用与电路工作原理数字通信系统能否有效地工作，在相当大的程度上依赖于发端和收端正确地同步。
同步的不良将会导致通信质量的下降，甚至完全不能工作。
通常有三种同步方式：即载波同步、位同步和群同步。
在本实验中主要位同步。
实现位同步的方法有多种，但可分为两大类型：一类是外同步法。
另一类是自同步法。
所谓外同步法，就是在发端除了要发送有用的数字信息外，还要专门传送位同步信号，到了接收端得用窄带滤波器或锁相环进行滤波提取出该信号作为位同步之用。
所谓自同步法，就是在发端并不专门向收端发送位同步信号，而收端所需要的位同步信号是设法从接收信号中或从解调后的数字基带信号中提取出来。
眼图观测实验 光纤通信_实验5实验报告
课程名称：光纤通信实验名称：实验5 眼图观测实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：一、实验目的1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。
2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。
二、实验内容1、观测数字光纤传输系统中的眼图张开和闭合效果。
2、记录眼图波形参数，分析系统传输性能。
三、实验器材1.主控&信号源模块2.25号光收发模块3.示波器四、实验原理1、实验原理框图眼图测试实验系统框图2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。
如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。
3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。
眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。
利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。
●被测系统的眼图观测方法通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。
眼图测试方法框图●眼图的形成示意图一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。
八种状态如下所示：八种状态示意图眼图合成示意图如下所示：眼图合成示意图一般在无串扰等影响情况下从示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近。
●眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。
眼图实验(含总结)
实验报告20 年度春季学期数字通信原理课程名称实验二眼图实验名称实验名称：眼图实验目的：理解升余弦滚降系统的特性；理解眼图的含义。
实验要求：1.绘制滚降系数分别为0,0.5,1的升余弦系统的时域波形和频谱，并分析之。
2.画出滚降系数为1的升余弦系统的眼图。
实验过程：1.打开MATLAB新建一个文件，然后按照老师所给的PPT的实验教程指南打上以下的程序：Ts=1;N=17;dt=Ts/N;df=1.0/(20.0*Ts);t=-10*Ts:dt:10*Ts;f=-2/Ts:df:2/Ts;a=[0,0.5,1];for n=1:length(a)for k=1:length(f)if abs(f(k))>0.5*(1+a(n))/TsXf(n,k)=0;elseif abs(f(k))<0.5*(1-a(n))/TsXf(n,k)=Ts;elseXf(n,k)=0.5*Ts*(1+cos(pi*Ts/(a(n)+eps)*(abs(f(k))-0.5*(1-a(n))/Ts)));end;end;xt(n,:)=sinc(t/Ts).*(cos(a(n)*pi*t/Ts))./(1-4*a(n)^2*t.^2/Ts^2+eps);endsubplot(211);plot(f,Xf);axis([-1 1 0 1.2]);xlabel('f/Ts');ylabel('升余弦滚降频谱');subplot(212);plot(t,xt);axis([-10 10 -0.5 1.1]);xlabel('t');ylabel('升余弦滚降波形');图1 升余弦滚降函数代码2.之后点击运行，然后能看见结果：图2 升余弦滚降3.然后在按照老师所给的实验操作指南，打上眼图的源代码，如下：图3眼图源代码（1）图4 眼图源代码（4）4.之后自己编写一段sigexpand函数，然后运行它之后在运行眼图代码，得到结果如下：图5 眼图运行结果实验小结：通过本次对眼图与升余弦滚降系统的特性分析让我对于其的结构理解、更加的深刻，我不断地翻阅书籍和网上的相关知识得到了滚降系数α：在无码间串扰条件下所需带宽W 和码元传输速率Rs 的比值（即奈奎斯特频率），将本来很模糊的概念到最后的融会贯通。
眼图测量
眼图——概念与测量（摘记）中文名称：眼图英文名称：eyediagram;eye pattern定义：示波器屏幕上所显示的数字通信符号,由许多波形部分重叠形成，其形状类似“眼”的图形。
“眼”大表示系统传输特性好；“眼”小表示系统中存在符号间干扰。
一．概述“在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。
为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。
在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。
当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。
若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。
由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。
另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。
通常眼图可以用下图所示的图形来描述，由此图可以看出：（1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。
显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。
（2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越大，系统对定时抖动越敏感。
（3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。
(4）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。
（5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。
（6）横轴对应判决门限电平。
信号完整性分析基础系列之一__关于眼图测量(全)
信号完整性分析基础系列之一_——关于眼图测量(全)您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。
在力科于2002年发明基于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基于采样示波器的传统方法。
您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。
很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。
这种对于Sigtest 的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是可以作为一项重要的调试工具的。
在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。
那天面试时，老板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。
之后我Google“眼图”，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。
刚刚我再次Google“眼图”，仍然没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。
网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。
“在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。
为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。
如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。
二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。
眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。
在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。
眼图观测实验报告
眼图观测实验报告一、实验目的1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。
2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。
二、实验器材主控&信号源模块25号光收发模块示波器三、实验原理1、实验原理框图2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。
如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。
3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。
眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。
利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。
被测系统的眼图观测方法：通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。
眼图的形成示意图一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。
八种状态如下所示：眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。
眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当光收端机输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出光收端机码间干扰的大小。
其中，垂直张开度水平张开度从眼图中我们可以得到以下信息：（1）最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻。
（2）眼图斜边的斜率表示了定时误差灵敏度。
斜率越大，对位定时误差越敏感。
实验2 眼图观察测量实验
plot(ss);
hold on; %保持图形（眼图的形成原理）
end
title('2进制双极性NRZ眼图');
3.通过 MATLAB 语言仿真观察基带信号（单极性归零、单极性不归零、双极性归零、双极性不归零波形）的功率谱密度图。
仿真结果：
代码：
Ts=1;
N_sample=8;
N=1000; %码元个数
dt=Ts/N_sample; %抽样频率
t=0:dt:(N*N_sample-1)*dt;
gt1=ones(1,N_sample); %单个码元，NRZ
gt2=ones(1,N_sample/2);
gt2=[gt2 zeros(1,N_sample/2)]; %单个码元，RZ
2．BPSK 信号线连接：
用专用导线将 4P01、37P01；37P02、3P01；3P02、38P01；38P02、P16 连接（底板右边“眼图观察电路”）。
注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔。
3．加电：
打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
subplot(4,2,7);
plot(t,st44); %画双极性RZ波形
title('双极性RZ');
xlabel('时间/s');
ylabel('电压/v');
axis([0 32 -1.2 1.2]);
subplot(4,2,8);
plot(f4,10*log10(pxx4)); %画双极性RZ功率谱密度图
st22=st2(1:length(t));
初中眼睛成像实验报告
实验名称：眼睛的成像原理实验目的：1. 了解人眼的结构和功能。
2. 探究眼睛如何成像。
3. 比较人眼与凸透镜成像的异同。
实验器材：1. 演示眼睛结构的模型2. 凸透镜3. 灯光源4. 光屏5. 白纸6. 画笔7. 记录本实验步骤：一、观察人眼结构模型1. 将演示眼睛结构的模型放在桌面上，仔细观察其各个部分。
2. 记录下模型中眼球、角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等部分的位置和功能。
二、模拟眼睛成像1. 将凸透镜放在光源前，调整距离，使光线通过凸透镜。
2. 在凸透镜后放置光屏，观察光屏上的成像情况。
3. 用画笔在白纸上画出光屏上的成像，并记录下成像的特点。
三、对比人眼与凸透镜成像1. 将模拟眼睛成像的实验结果与人眼结构模型进行对比。
2. 分析人眼与凸透镜成像的异同，如成像位置、成像大小等。
实验结果：1. 人眼结构模型中，角膜、晶状体等部分与凸透镜的功能相似，都能使光线聚焦。
2. 模拟眼睛成像实验中，光屏上形成了清晰的成像，与眼睛成像原理相符。
3. 人眼与凸透镜成像的异同如下：- 成像位置：人眼成像在视网膜上，凸透镜成像在光屏上。
- 成像大小：人眼成像大小与物体距离有关，凸透镜成像大小与物体距离和凸透镜焦距有关。
实验结论：1. 人眼具有与凸透镜相似的光学功能，能将光线聚焦在视网膜上，形成清晰的成像。
2. 人眼成像原理与凸透镜成像原理有相似之处，但成像位置和成像大小存在差异。
实验心得：1. 通过本次实验，我对人眼的结构和功能有了更深入的了解。
2. 我认识到，眼睛成像原理与光学原理密切相关，光学知识在日常生活和科技领域具有重要意义。
3. 在今后的学习中，我将更加关注光学知识的学习，为我国光学事业的发展贡献自己的力量。
注意事项：1. 实验过程中，注意保护眼睛，避免长时间盯着光源或凸透镜。
2. 实验操作要规范，确保实验结果的准确性。
3. 实验结束后，清理实验器材，保持实验室卫生。
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实验12 眼图观察测量实验一、实验目的1.学会观察眼图及其分析方法，调整传输滤波器特性。
二、实验仪器1. 眼图观察电路（底板右下侧）2．时钟与基带数据发生模块，位号：G 3．噪声模块，位号E 4．100M双踪示波器1台三、实验原理在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。
我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。
在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。
为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。
眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。
什么是眼图所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。
干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。
因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。
在图12-1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。
图12-1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。
眼图中央的垂直线表示取样时刻。
当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。
在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。
当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。
这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。
换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。
“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。
为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图12-2的形状。
由此图可以看出：(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；(2)眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边愈陡，对定位误差愈敏感； (3)在取样时刻上，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量；(4)在取样时刻上，上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；(5) 阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围，它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。
实验室理想状态下的眼图如图12-3 所示。
衡量眼图质量的几个重要参数有：1．眼图开启度(U-2Δ U)/U指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。
无畸变眼图的开启度应为100%。
其中U=U++U-2．“眼皮”厚度2Δ U/U指在最佳抽样点处眼图幅度的闭合部分与最大幅度之比，无畸变眼图的“眼皮”厚度应等于0。
2．交叉点发散度Δ T/T指眼图过零点交叉线的发散程度，无畸变眼图的交叉点发散度应为0。
3．正负极性不对称度指在最佳抽样点处眼图正、负幅度的不对称程度。
无畸变眼图的极性不对称度应为0。
最后，还需要指出的是：由于噪声瞬时电平的影响无法在眼图中得到完整的反映，因此，即使在示波器上显示的眼图是张开的，也不能完全保证判决全部正确。
不过，原则上总是眼睛张开得越大，误判越小。
在图12-3 中给出从示波器上观察到的比较理想状态下的眼图照片。
本实验主要是完成PSK 解调输出基带信号的眼图观测实验。
四、各测量点和可调元件作用底板右下侧“眼图观察电路”W06：接收滤波器特性调整电位器。
P16：眼图观察信号输入点。
P17：接收滤波器输出升余弦波形测试点（眼图观察测量点）。
五、实验步骤1．插入有关实验模块：在关闭系统电源的情况下，按照下表放置实验模块：对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。
2．信号线连接使用专用导线按照下表进行信号线连接：3．加电打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。
若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
4．实验内容设置拨码器“4SW02”（G）设置为“00011”，4P01 产生32K 的 511 位m 序列；5．眼图观测（1）用示波器的一根探头CH1 放在“4P02”（G）上，另一根探头CH2 放在“P17”（底板）上，选择示波器触发方式为CH1。
（2）调整示波器的扫描旋纽，则可观察到若干个并排的眼图波形。
眼图上面的一根水平线由连1 引起的持续正电平产生，下面一根水平线由连0 码引起的持续的负电平产生，中间部分过零点波形由交替码产生。
无噪声眼图波形观察（1）调节3W01（E）电位器，将3TP01 噪声电平调为0，使传输信道无噪声；（2）调整接收滤波器r(?) H （这里可视为整个信道传输滤波器(?) H ）的特性，使之构成一个等效的理想低通滤波器。
观看眼图，调整电位器W06 直到眼图波形的过零点位置重合、线条细且清晰，此时的眼图为无码间串扰、无噪声时的眼图。
在调整电位器W06 过程中，可发现眼图波形过零点线条有时弥散，此时的眼图为有码间串扰、无噪声时的眼图，并且线条越弥散，表示码间串扰越大；在调整过程中，还可发现W06 在多个不同位置，眼图波形的过零点都重合，由于 W06 不同位置，对应的不同特性，它正好验证了无码间串扰传输特性不是唯一的。
()H?? 有噪声时眼图波形观察调节3W01（E），逐渐增加噪声电平。
在增大噪声电平的过程中，注意观察眼图的形状变化，分析噪声电平对眼图的影响，反过来通过不同状态的眼图，分析当前传输信道的噪声。
调整眼图电路参数后眼图观察调节W06（底板）电位器，改变眼图信道传输滤波器的带宽，在调整过程中，分析信道带宽对眼图电路的影响，并结合眼图理论分析带宽、码间串扰6. 关机拆线实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。
六、实验报告要求1．分析电路的工作原理，叙述其工作过程。
2．叙述眼图的产生原理以及它的作用。
答：实验13 数字频率合成实验一、实验目的1．加深对基本锁相环工作原理的理解；2．熟悉锁相式数字频率合成器的电路组成与工作原理。
二、实验仪器1．数字频率合成模块，位号：B2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．100M 双踪示波器1 台三、实验原理1．锁相环的构成及工作原理（1）锁相环的基本组成图13-1 是锁相环的基本组成方框图，它主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）组成。
①压控振荡器（VCO）VCO 是本控制系统的控制对象，被控参数通常是其振荡频率，控制信号为加在VCO 上的电压。
所谓压控振荡器就是振荡频率受输入电压控制的振荡器。
②鉴相器（PD）PD 是一个相位比较器，用来检测输出信号0 V （t）与输入信号i V （t）之间的相位差?(t)，并把? (t)转化为电压V (t) d 输出，V (t) d 称为误差电压，通常V (t) d 作为一直流分量或一低频交流量。
③环路滤波器（LF）LF 作为一低通滤波电路，其作用是滤除因 PD的非线性而在V (t) d 中产生的无用组合频率分量及干扰，产生一个只反映? (t)大小的控制信号V (t) C 。
4046 锁相环芯片包含鉴相器（相位比较器）和压控振荡器两部分，而环路滤波器由外接阻容元件构成。
（2）锁相环锁相原理锁相环是一种以消除频率误差为目的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差。
按照反馈控制原理，如果由于某种原因使VCO 的频率发生变化使得与输入频率不相等，这必将使V (t) O 与V (t) i 的相位差? (t)发生变化，该相位差经过PD 转换成误差电压V (t) d 。
此误差电压经过 LF滤波后得到V (t) c ，由V (t) c 去改变VCO 的振荡频率，使其趋近于输入信号的频率，最后达到相等。
环路达到最后的这种状态就称为锁定状态。
当然由于控制信号正比于相位差，即V (t) d 正比于? （t），因此在锁定状态，? （t）不可能为零，换言之，在锁定状态V (t) O 与V (t) i 仍存在相位差。
虽然有剩余相位误差存大，但频率误差可以降低到零，因此环路锁定时，压控振荡器输出频率O F 与外加基准频率（输入信号频率）i F 相等，即压控振荡器的频率被锁定在外来参考频率上。
3．数字频率合成器的基本工作原理频率合成技术是现代通信对频率源的频率稳定度与准确度，频谱纯度及频带利用率提出越来越高的要求的产物。
它能够利用一个高稳标准频率源（如晶体振荡器）合成出大量具有同样性能的离散频率。
直接式锁相频率合成器构成如图13-2 所示。
图中fR 为高稳定的参考脉冲信号（如晶体振荡器输出的信号），压控振荡器（VCO）输出经N 次分频后得到频率为fN 的脉冲信号。
fR 和fN 在鉴相器（PD）进行比较，当环路处于锁定状态时，则：数字锁相环频率合成器原理图如图13-3，35U02（4046）锁相环的功能框图如图13-4 所示，35U02（MC14522）、35U03（MS14522）构成二级可预置分频器，分别对应着总分频比N 的十位、个位分频器。
模块上的两个4 位红色拨动开关分别控制十位数、个位数的分频比，它们以8421BCD 码形式输入。
拨动开关往上拨为“1”，往下拨为“0”。
使用时按所需分频比N 预置好的输入数据，例如N=7 时，35SW01 置“0000”，35W02 置“0111”；N=17 时，35SW01 置“0001”，35SW02 置“0111”。
但是应当注意，当35SW02 置“1111”时，个位分频比N1=15，如果35SW01 置“0001”时，此时的总分频比为N=25。
因此为了计算方便，建议个位分频比的预置不要超过9。
当程序分频器的分频比N 置成1，也就是把35SW01 置“0000”，35SW02 置成“0001” 状态。
这时，该电路就是一个基本锁相环电路。
当二级程序分频器的N 值可由外部输入进行编程控制时，该电路就是一个锁相式数字频率合成器电路。
外引线排列管脚功能简要介绍:第1 引脚（PDO3）：相位比较器2 输出的相位差信号，为上升沿控制逻辑。
第 2 引脚（PDO1）：相位比较器 1 输出的相位差信号，它采用异或门结构，即鉴相特性为PDO1=PDI1?PDI2第3 引脚（PDI2）：相位比较器输入信号，通常PD 为来自VCO 的参考信号。
第4 引脚（VCOO）：压控振荡器的输出信号。
第5 引脚（INH）：控制信号输入，若INH 为低电平，则允许VCO 工作和源极跟随器输出：若INH 为高电平，则相反，电路将处于功耗状态。
第6 引脚（CI）：与第7 引脚之间接一电容，以控制VCO 的振荡频率。
第7 引脚（CI）：与第6 引脚之间接一电容，以控制VCO 的振荡频率。
第8 引脚（GND）：接地。
第9 引脚（VCOI）：压控振荡器的输入信号。
第10 引脚（SFO）：源极跟随器输出。