通信原理实验大全(完整版)
通信原理实验指导书(8个实验)
实验一 CPLD 可编程数字信号发生器实训一、实验目的1、熟悉各种时钟信号的特点及波形；2、熟悉各种数字信号的特点及波形。
二、实验设备与器件1、通信原理实验箱一台；2、模拟示波器一台。
三、实验原理1、CPLD 可编程模块电路的功能及电路组成CPLD可编程模块（芯片位号：U101）用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和数字信号。
它由 CPLD可编程器件 ALTERA公司的 EPM7128(或者是Xilinx 公司的 XC95108)、编程下载接口电路（J104）和一块晶振（OSC1）组成。
晶振用来产生系统内的16.384MHz 主时钟。
本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号，理论联系实践，提高实际操作能力，实验原理图如图1-1 所示。
2、各种信号的功用及波形CPLD 型号为 EPM7128 由计算机编好程序从 J104 下载写入芯片，OSC1 为晶体，频率为 16.384MHz，经 8 分频得到 2.048MHz 主时钟，面板测量点与EPM7128 各引脚信号对应关系如下：SP101 2048KHz 主时钟方波对应 U101EPM7128 11 脚SP102 1024KHz 方波对应 U101EPM7128 10 脚SP103 512KHz 方波对应 U101EPM7128 9 脚SP104 256KHz 方波对应 U101EPM7128 8 脚SP105 128KHz 方波对应 U101EPM7128 6 脚SP106 64KHz 方波对应 U101EPM7128 5 脚SP107 32KHz 方波对应 U101EPM7128 4 脚SP108 16KHz 方波对应 U101EPM7128 81 脚SP109 8KHz 方波对应 U101EPM7128 80脚SP110 4KHz 方波对应 U101EPM7128 79脚SP111 2KHz 方波对应 U101EPM7128 77脚SP112 1KHz 方波对应 U101EPM7128 76脚SP113 PN32KHz 32KHz伪随机码对应U101EPM7128 75脚SP114 PN2KHz 2KHz伪随机码对应U101EPM7128 74脚SP115 自编码自编码波形，波形由对应 U101EPM7128 73 脚J106 开关位置决定SP116 长 0 长 1 码码形为1、0 连“1”对应 U101EPM7128 70脚、0 连“0”码SP117 X 绝对码输入对应 U101EPM7128 69 脚SP118 Y 相对码输出对应 U101EPM7128 68 脚SP119 F80 8KHz0 时隙取样脉冲对应 U101EPM7128 12 脚此外，取样时钟、编码时钟、同步时钟、时序信号还将被接到需要的单元电路中。
通信原理实验
目录第一章信号 (1)实验一信号源实验 (1)实验二终端实验 (5)第二章模拟调制系统 (8)实验三常规双边带调幅与解调实验 (8)第三章模拟信号数字化 (17)实验四脉冲幅度调制与解调实验 (17)实验五脉冲编码调制与解调实验 (23)实验六增量调制与解调实验 (30)实验七自适应差分脉冲编码调制与解调实验 (36)第四章基带数字信号的表示与传输 (42)实验八码型变换实验 (42)实验九信道模拟实验 (50)第五章基本的数字调制系统 (58)实验十ASK调制与解调实验 (58)实验十一FSK调制与解调实验 (64)实验十二PSK(DPSK)调制与解调实验 (69)第六章同步 (76)实验十三同步载波提取实验 (76)实验十四位同步信号提取实验 (79)实验十五帧同步信号提取实验 (85)第七章多路复用和多址技术 (91)实验十六时分复用与解复用实验 (91)第八章通信网 (96)实验十七模拟通信系统实验 (96)第十章系统实验 (102)实验十八频带传输系统实验 (102)实验十九单工通信系统实验 (106)实验二十全双工通信系统实验 (109)第一章信号实验一信号源实验一、实验目的1、了解频率连续变化的各种波形的产生方法。
2、了解NRZ码、方波、正弦波等各种信号的频谱。
3、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
4、熟练掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容1、观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示。
2、观察点频方波信号的输出。
3、观察点频正弦波信号的输出。
4、拨动拨码开关，观察码型可变NRZ码的输出。
5、观察位同步信号和帧同步信号的输出。
6、观察NRZ码、方波、正弦波、三角波、锯齿波的频谱。
三、实验仪器1、信号源模块2、20M双踪示波器一台3、频率计（可选）一台4、PC机（可选）一台5、连接线若干四、实验原理信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分，分别产生模拟信号和数字信号。
通信原理实验图,全
实验内容：从时域、频域和误码率比较2fsk和msk，时域是看眼图；从时域、频域和误码率比较2psk和2dpsk；从时域、频域和误码率比较2psk和mpsk；从时域、频域和误码率比较msk 和gmsk。
Gmsk：
Msk；
Gmsk和qpsk：
结果分析：衡量一个数字通信系统的指标有很多，但是最主要的是有效性和可靠性的讨论。
基于前面的讨论我觉得全面的分析二进制数字系统在时域在频域以及误码率显得很重要。
所以我结合上面的图形与书中所介绍的内容做一个比较全面的分析：
（1） 误码率
1、误码率是衡量一个数字通信系统的重要的指标。
2、在信道高斯白噪声的干扰下，各种二进制数字调制系统的误
码率取决于解调器输入信噪比，而误码率表达式的形式则取决于解调方式。
3、由于在有两种不同的解调：相干解调与非相干解调，一般来说相干解调的误码率比非相干解调的要高。
在相同的解调方式下其排序是：ASK FSK DSK DPSK不断增加。
（2）时域和频域上的比较
1、在时域和频域上2ASK与2PSK系统的近似度为2/Ts，在频带宽度和频带利用率上其排序为：FSK ASK PSK DPSK在不断的增加。
通信原理实验
实验一 HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解二进制单极性码变换为HDB3码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法。
2、通过测试电路，熟悉并掌握分析电路的一般规律与方法，学会分析电路工作原理，画出关键部位的工作波形。
3、了解关于分层数字接口脉冲的国际规定，掌握严格按技术指标研制电路的实验方法。
二、实验内容⏹调测HDB3编、译码电路；⏹调测位定时提取电路及信码再生电路。
各部分的输出信号应达到技术指标的要求，同时做到编、解码无误；三、实验原理1、AMI码我们用“0”和“1”代表传号和空号。
AMI码的编码规则是“０”码不变，“１”码则交替地转换为“+1”和“-1”。
当码序列是“１００１０００１１１０１”时，AMI码就变为“+100-1000+1-1+10-1”。
这种码的反变换也很容易，在再生信码时，只要将信号整流，即可将“-１”翻转为“+１”，恢复成单极性码。
这种码未能解决信码中经常出现的长连“０”的问题。
2、HDB3码及变换规则（B：符合极性交替规律的传号；V：破坏极性交替规律的传号（破坏点））这是一种四连“0”取代码。
当没有四个以上连“０”码时，按AMI规则编码，当出现四个连“０”码时，以码型取代节“０００Ｖ”或“Ｂ００Ｖ”代替四连“０”码。
选用取代节的原则是：用Ｂ脉冲来保证任意两个相连取代节的Ｖ脉冲间“１”的个数为奇数。
当相邻Ｖ脉冲间“１”码数为奇数时，则用“０００Ｖ”取代，为偶数个时就用“Ｂ００Ｖ”取代。
在Ｖ脉冲后面的“１”码和Ｂ码都依Ｖ脉冲的极性而正负交替改变。
图1.2 给出了HDB3码的频谱，此码符合前述的对频谱的要求。
图1.2 HDB3码的频谱示意图由于HDB3码的这些优点能较好地满足传输码型的各项要求，所以常被用于远端接口电路中。
在△Ｍ编码、PCM编码和ADPCM编码等终端机中或多种复接设备中，都需要HDB3码型变换电路与之相配合。
3、编码部分图1.3 编码部分的原理框图4、解码部分图1.4 解码部分的原理框图（二）这里提供一个实际使用的HDB3编、解码电路，分别示于附图三、附图四和附图五。
通信原理实验内容
实验内容实验一话音信号多编码通信系统实验 (75)实验二数字锁相环与位同步实验 (78)实验三数字基带通信系统实验 (80)实验四模拟锁相环与载波同步实验 (82)实验五数字调制通信系统实验 (85)实验六模拟线性调制信号非线性解调实验 (87)实验七数字通信系统在CPLD/FPGA中的实现 (88)实验一话音信号多编码通信系统实验A实验目的1、了解话音信号的传输过程2、了解话音信号不同方式的传输方法3、加深对话音信号的多种编码原理的理解4、了解对话音信号最优编码方式A实验内容1、通过独自进行话音传输系统连接完成以下通信系统：z AM调制/解调传输系统z PAM调制/解调传输系统z CVSD调制/解调传输系统z PCM调制/解调传输系统z ADPCM调制/解调传输系统2、用AM、PAM、CVSD完成双机全双工话音传输系统3、用示波器观察各种编码信号的波形图O A附加实验设备耳塞话筒组一套A基本原理本实验为一综合性及灵活较强的系统，是对前面有关实验的加强，同时对于每一种传输原理也不作详细说明，只对每种传输方式进行框图描述，若有不明白的地方，请参阅前面有关实验章节或教材。
在本实验中所用到的实验模块主要有：z话音输入/输出模块z正弦信号源模块z AM调制/解调模块z PAM调制/解调模块z CVSD调制/解调模块z PCM&ADPCM调制/解调模块对于上述模块的具体介绍在这里就不在详细说明了，请参阅前面有关实验章节或教材。
各种传输系统的连接框图如图14-1~图14-5所示。
图14-1 话音信号AM传输系统图14-2 话音信号PAM传输系统图14-3 话音信号CVSD传输系统图14-3 话音信号PCM&ADPCM传输系统A实验步骤本实验中的所有连线，请参阅前面有关实验的实验连线。
1、关闭系统电源，进行一种传输方式的实验连线。
2、将耳塞话筒组的耳塞接头插入耳塞输出座，将话筒接头插入话筒输入座中。
通信原理实验大全
通信原理实验大全引言：通信原理是指利用一定的物理媒介将信息从发送者传递到接收者的过程。
通信原理实验是通信原理课程中的重要内容，通过实验可以加深对通信原理的理解，掌握通信原理的基本原理和技术。
本文将介绍几个通信原理实验的具体步骤和实验原理。
实验一：模拟调制与解调技术实验目的：熟悉模拟调制与解调技术的基本原理和方法，掌握AM，FM，PM的调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生载波信号。
2.使用调制信号（如语音信号）对载波进行调制。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始信号。
4.分析解调后的信号与原始信号的相似性。
实验原理：模拟调制是将载波信号与调制信号进行相互作用，在载波上叠加调制信号的变化。
调制信号可以是模拟信号，如语音信号，也可以是数字信号。
调制后的信号通过传输媒介传递到接收端，接收端通过解调技术将信号还原为原始信号。
实验二：数字调制与解调技术实验目的：熟悉数字调制与解调技术的基本原理和方法，掌握ASK，FSK，PSK等数字调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生数字信号。
2.将数字信号进行调制，如ASK调制、FSK调制、PSK调制等。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始数字信号。
4.分析解调后的信号与原始数字信号的相似性。
实验原理：数字调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，通过将数字信号与载波进行相互作用，改变载波的一些特性来实现信号传输。
数值调制通常使用正弦波作为载波信号。
解调则是将调制信号还原为原始数字信号的过程。
实验三：信道编码和解码技术实验目的：熟悉信道编码和解码技术的基本原理和方法，掌握卷积码、纠错码等编码与解码过程。
实验步骤：1.使用编码器将原始信息进行编码。
2.对编码后的信息添加噪声进行模拟信道传输。
3.使用解码器对接收到的编码信息进行解码。
4.比较解码后的信息与原始信息的相似性。
实验原理：信道编码是为了提高信道传输的可靠性和容错性，通过在原始信息中添加冗余数据，使得在传输中出现的错误可以被检测和纠正。
通信原理实验报告答案(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解通信系统的基本原理和组成。
2. 掌握通信系统中的调制、解调、编码、解码等基本技术。
3. 熟悉实验仪器的使用方法，提高动手能力。
4. 通过实验，验证通信原理理论知识。
二、实验原理通信原理实验主要涉及以下内容：1. 调制与解调：调制是将信息信号转换为适合传输的信号，解调是将接收到的信号还原为原始信息信号。
2. 编码与解码：编码是将信息信号转换为数字信号，解码是将数字信号还原为原始信息信号。
3. 信号传输：信号在传输过程中可能受到噪声干扰，需要采取抗干扰措施。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：包括信号发生器、调制解调器、编码解码器等。
2. 信号源：提供调制、解调所需的信号。
3. 传输线路：模拟信号传输过程中的衰减、反射、干扰等现象。
四、实验内容与步骤1. 调制实验（1）设置调制器参数，如调制方式、调制频率等。
（2）将信号源信号输入调制器，观察调制后的信号波形。
（3）调整解调器参数，如解调方式、解调频率等。
（4）将调制信号输入解调器，观察解调后的信号波形。
2. 解调实验（1）设置解调器参数，如解调方式、解调频率等。
（2）将调制信号输入解调器，观察解调后的信号波形。
（3）调整调制器参数，如调制方式、调制频率等。
（4）将解调信号输入调制器，观察调制后的信号波形。
3. 编码与解码实验（1）设置编码器参数，如编码方式、编码长度等。
（2）将信息信号输入编码器，观察编码后的数字信号。
（3）设置解码器参数，如解码方式、解码长度等。
（4）将编码信号输入解码器，观察解码后的信息信号。
4. 信号传输实验（1）设置传输线路参数，如衰减、反射等。
（2）将信号源信号输入传输线路，观察传输过程中的信号变化。
（3）调整传输线路参数，如衰减、反射等。
（4）观察传输线路参数调整对信号传输的影响。
五、实验结果与分析1. 调制实验：调制后的信号波形与原信号波形基本一致，说明调制和解调过程正常。
2. 解调实验：解调后的信号波形与原信号波形基本一致，说明解调过程正常。
通信原理实验报告（优秀范文5篇）
通信原理实验报告（优秀范文5篇）第一篇：通信原理实验报告通信原理实验报告1、实验名称：2、实验目的：3、实验步骤：（详细记录你的实验过程）例如：（1）安装MATLAB6.5软件；（2）学习简单编程，画图plot（x,y）函数等（3）进行抽样定理验证：首先确定余弦波形，设置其幅度？、频率？和相位？等参数，然后画出该波形；进一步，设置采样频率？。
画出抽样后序列；再改变余弦波形的参数和抽样频率的值，改为。
，当抽样频率？>=余弦波形频率2倍时，怎么样？否则的话，怎么样。
具体程序及图形见附录1（或者直接放在这里，写如下。
）（4）通过DSP软件验证抽样定理该软件主要有什么功能，首先点“抽样”，选取各种参数：a, 矩形波，具体参数，出现图形B，余弦波，具体参数，出现图形然后点击“示例”中的。
具体参数，图形。
4、思考题5、实验心得6、附录1有附录1的话有这项，否则无。
第二篇：通信原理实验报告1，必做题目1.1 无线信道特性分析 1.1.1 实验目的1)了解无线信道各种衰落特性；2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义；3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。
1.1.2 实验内容1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。
仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0-3-6-9]dB，最大多普勒频移为200Hz。
例如信道设置如下图所示：移动通信系统1.1.3 实验作业1)根据信道参数，计算信道相干带宽和相干时间。
fm=200;t=[0 4e-06 8e-06 1.2e-05];p=[10^0 10^-0.3 10^-0.6 10^-0.9];t2=t.^2;E1=sum(p.*t2)/sum(p);E2=sum(p.*t)/sum(p);rms=sq rt(E1-E2.^2);B=1/(2*pi*rms)T=1/fm2)设置较长的仿真时间（例如10秒），运行链路，在运行过程中，观察并分析瑞利信道输出的信道特征图（观察Impulse Response(IR)、Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering Function）。
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通信实验指导书电气信息工程学院目录实验一AM调制与解调实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1实验二FM调制与解调实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 实验三ASK调制与解调实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 8实验四FSK调制与解调实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 实验五时分复用数字基带传输⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14实验六光纤传输实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 19实验七模拟锁相环与载波同步⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 27实验八数字锁相环与位同步⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 32实验一AM 调制与解调实验一、实验目的理解 AM 调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中 AM 调制方法：原始调制信号为 1.5V 直流＋ 1KHZ 正弦交流信号，载波为20KHZ 正弦交流信号，两者通过相乘器实现调制过程。
本实验中 AM 解调方法：非相干解调（包络检波法）。
三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1.熟悉实验所需部件。
2.按下图接线。
3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解 AM 调制方法与解调方法。
实验一参考结果实验二FM 调制与解调实验一、实验目的理解 FM 调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中 FM 调制方法：原始调制信号为 2KHZ 正弦交流信号，让其通过 V/F （电压 /频率转换，即 VCO 压控振荡器）实现调制过程。
本实验中 FM 解调方法：鉴频法（电容鉴频＋包络检波＋低通滤波）三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1.熟悉实验所需部件。
2.按下图接线。
3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解 FM 调制方法与解调方法。
实验二参考结果实验三ASK 调制与解调实验一、实验目的理解ASK 调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中ASK 调制方法：键控法（原始数字信号采用250HZ 方波信号代替，载波为 2KHZ 正弦交流信号，利用方波信号切换开关电路实现调制过程。
本实验中 ASK 解调方法：非相干解调（包络检波法）。
三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1.熟悉实验所需部件。
2.按下图接线。
3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解 ASK 调制方法与解调方法。
实验三参考结果实验四FSK 调制与解调实验一、实验目的理解FSK 调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中FSK 调制方法：键控法（原始数字信号采用250HZ 方波信号代替，载波分别为 2KHZ 和 1KHZ 正弦交流信号，利用方波信号切换开关电路实现调制过程。
本实验中 FSK 解调方法： PLL 电路 +低通滤波＋抽样判决器。
三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1.熟悉实验所需部件。
2.按下图接线。
3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解 FSK 调制方法与解调方法。
实验四参考结果实验五时分复用数字基带传输一、实验目的掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
二、实验原理本实验用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。
用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1、熟悉实验所需部件。
2、按下图接线。
3、用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4、结合上述实验结果深入理解PCM 调制方法与解调方法。
实验五参考结果实验六光纤传输实验一、实验目的掌握抽样定理，了解时分复用原理，了解光纤的基本原理及传输过程。
二、实验原理本实验用 PCM 调制及解调板、光通信发射及接收板、光纤通信模块组成音乐光纤传输通信系统，使系统正常工作。
用示波器观察各测试信号。
三、实验所需部件调制板、解调板、发射板、接收板、光纤通信模块、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1、熟悉实验所需部件。
2、按下图接线。
3、用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4、结合上述实验结果深入理解光纤传输方法。
实验六参考结果实验七模拟锁相环与载波同步一、实验目的掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。
掌握用平方环法从 2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。
了解相干载波相位模糊现象产生的原因。
二、实验原理通信系统中常用平方环或同相正交环（科斯塔斯环）从 2DPSK信号中提取相干载波。
本实验系统的载波同步提取模块用平方环，原理方框图如图 7-1 所示。
模块内部使用+5V、+12V、-12V 电压，所需的 2DPSK输入信号已在实验电路板上与数字调制单元 2DPSK输出信号连在一起。
2DPSK MU U d环路滤波器压控振荡器平方鉴相器VCO放大÷ 2移相滤波 CAR - OUT整形器器图 7-1 载波同步方框图本模块上有以下测试点及输入输出点：MU VCO平方器输出测试点， VP-P＞ 1V VCO输出信号测试点， VP-P＞0. 2VUd 鉴相器输出信号测试点CAR-OUT 相干载波信号输出点 / 测试点图7-1 中各单元与电路板上主要元器件的对应关系如下：平方器U25：模拟乘法器 MC1496鉴相器U23：模拟乘法器 MC1496；U24：运放环路滤波器电阻 R25、R68；电容 C11压控振荡器CRY2：晶体； N3、N4：三极管 3DG6放大整形N5、N6： 3DG6； U26:A：74HC04÷2 U27： D 触发器 7474移相器U28：单稳态触发器 7474滤波器电感 L2；电容 C30UA741下面介绍模拟锁相环原理及平方环载波同步原理。
锁相环由鉴相器（PD）、环路滤波器（ LF）及压控振荡器（VCO）组成，如图7-2 所示。
ui(t) ud(t) uc(t) uo(t)PD LF VCO图 7-2 锁相环方框图模拟锁相环中， PD是一个模拟乘法器， LF 是一个有源或无源低通滤波器。
锁相环路是一个相位负反馈系统， PD检测 ui (t) 与 uo (t) 之间的相位误差并进行运算形成误差电压ud(t) ，LF 用来滤除乘法器输出的高频分量（包括和频及其他的高频噪声）形成控制电压 uc(t) ，在 uc(t) 的作用下、 uo(t) 的相位向 ui (t) 的相位靠近。
设ui (t)=U i sin[ ωi t+ θi (t)] ，uo(t)=U ocos[ ω i t+ θ o(t)] ，则 ud (t)=U dsin θ e(t) ，θe(t)= θi (t)- θ o(t) ，故模拟锁相环的PD是一个正弦 PD。
设 uc (t)=u d(t)F(P) ，F(P) 为 LF 的传输算子， VCO的压控灵敏度为 Ko，则环路的数学模型如图7-3 所示。
i(t) +e(t) Udsin()ud(t) uc(t) Ko+F(P) o(t)-P 图 7-3 模拟环数学模型当e (t) 时，U d sin e(t )U de，令d =Ud 为 PD的线性化鉴相灵敏度、单6K位为 V/rad ，则环路线性化数学模型如图7-4 所示。
i(t) + +e(t)F(P)Ko o(t) K dP-图 7-4 环路线性化数学模型由上述数学模型进行数学分析，可得到以下重要结论：当ui (t) 是固定频率正弦信号 ( θi (t) 为常数 ) 时，在环路的作用下， VCO输出信号频率可以由固有振荡频率ωo （即环路无输入信号、环路对 VCO无控制作用时VCO的振荡频率），变化到输入信号频率ωi ，此时θo(t) 也是一个常数， ud(t) 、uc (t) 都为直流。
我们称此为环路的锁定状态。
定义Δωo =ω i - ωo 为环路固有频差，Δωp 表示环路的捕捉带，ΔωH 表示环路的同步带，模拟锁相环中Δω p<ΔωH。
当 |Δωo|< ΔωP 时，环路可以进入锁定状态。
当 | Δω o|< ΔωH 时环路可以保持锁定状态。
当 | Δωo|> ΔωP 时，环路不能进入锁定状态，环路锁定后若Δωo 发生变化使| Δωo|> Δω H，环路不能保持锁定状态。
这两种情况下，环路都将处于失锁状态。
失锁状态下 ud(t) 是一个上下不对称的差拍电压，当ωi >ωo，ud (t) 是上宽下窄的差拍电压；反之 ud(t) 是一个下宽上窄的差拍电压。
环路对θi (t) 呈低通特性，即环路可以将θi (t) 中的低频成分传递到输出端，θ i (t) 中的高频成分被环路滤除。
或者说，θo(t) 中只含有θ i (t) 的低频成分，θi (t) 中的高频成分变成了相位误差θ e(t) 。
所以当 ui (t) 是调角信号时，环路对ui (t) 等效为一个带通滤波器，离ω i 较远的频率成分将被环路滤掉。
环路自然谐振频率ωn 及阻尼系数ζ( 具体公式在下文中给出 ) 是两个重要参数。
ω n 越小，环路的低通特性截止频率越小、等效带通滤波器的带宽越窄；ζ越大，环路稳定性越好。
当环路输入端有噪声时，θi (t) 将发生抖动，ωn 越小，环路滤除噪声的能力越强。
实验一中的电荷泵锁相环 4046 的性能与模拟环相似，所以它可以将一个周期不恒定的信号变为一个等周期信号。
对 2DPSK信号进行平方处理后得S 2 ( t ) m 2 ( t ) cos 2 c t (1 cos 2 c t ) / 2 ，此信号中只含有直流和 2ωc 频率成分，理论上对此信号再进行隔直流和二分频处理就可得到相干载波。
锁相环似乎是多余的，当然并非如此。
实际工程中考虑到下述问题必须用锁相环：平方电路不理想，其输出信号幅度随数字基带信号变化，不是一个标准的二倍频正弦信号。
即平方电路输出信号频谱中还有其它频率成分，必须滤除。
接收机收到的 2DPSK信号中含有噪声（本实验系统为理想信道，无噪声），因而平方电路输出信号中也含有噪声，必须用一个窄带滤波器滤除噪声。
锁相环对输入电压信号和噪声相当于一个带通滤波器，我们可以选择适当的环路参数使带通滤波器带宽足够小。
对于本模拟环，ωn、ζ、环路等效噪声带宽BL 及等效带通滤波器的品质因数Q的计算公式如下：K d K o, R68C11n(1 42) , Qf on n, BL8 B L(R25 R68 )C11 2式中 fo=4.433 ×106（HZ），等于载频的两倍。