同步数字体系(SDH:Synchronous Digital Hierarchy)以光纤为传输媒介,以其高速、廉价和安全等优点,正广泛应用于当今世界的传输领域,而且由于SDH有着世界统一的标准,加之标准的前瞻性及向后兼容性使其在相当长的时间内都会在传输领域内保持着优势。在数字网络中,同步是数据流正确传输的基础。SDH光传输网作为数字网络,就要求我们所开发的SDH设备应具有同步功能。SDH传输设备中的时钟板正是实现网络同步功能的单板,因此它是SDH设备中非常核心的一块单板,它的核心模块是锁相跟踪模块。为了实现网络的同步,业界普遍采用锁相技术,因为锁相环的性能优越,尤其是数字锁相环,具有稳定、调节范围宽和调试方便等优点。本文正是以锁相技术在SDH同步网中的应用展开的,本文的工作主要有三部分:理论研究、详细设计和具体实现。在理论研究阶段,本文首先介绍了SDH技术的基本原理和SDH网络同步结构,并根据SDH网络中的同步结构,描述了时钟板及其锁相跟踪模块的具体功能。由于锁相跟踪模块主要由锁相环路实现,因此在SDH网络同步介绍的基础上,本文深入研究了锁相环的原理和特性,并对锁相环的捕获和跟踪性能进行了Matlab平台下的分析。从理论角度肯定了在SDH传输设备时钟板中引入锁相环路的可行性。在设计实现阶段,根据SDH网络对同步的要求,从提高同步稳定性的角度出发,本文设计了由数字锁相环实现的锁相跟踪模块方案:由FPGA实现数字鉴相器,由软件实现环路的滤波算法,由压控恒温晶体振荡器作为本地时钟。本论文的最大特点就是实现了软件控制的锁相环。因此,在具体实现阶段,本文设计并实现了软件控制的锁相环:根据锁相环捕获和跟踪特性,本文设计了三组不同的环路参数,软件的功能就是根据不同的工作情况控制锁相环自动选择不同的参数,使锁相跟踪模块能够快速准确地锁定到基准时钟源;而且为了提高锁相环路的捕获和跟踪性能,本文对软件算法进行了优化处理,使得模块的工作范围更宽,更具智能化;同时,本文将本模块的软件控制部分以中断的方式嵌入到整个时钟板软件之中,设计了中断的处理过程。经过测试,本文所设计的锁相跟踪模块性能良好,已经应用到实际的SDH传输设备之中。