文档介绍：中山大学
硕士学位论文
锁相环稳定性的计算机仿真研究与环路设计
姓名:孙林
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:林秩盛
20060501
摘要关键词:锁相环,稳定性,计算机仿真,,波特图锁相环由于其具有一系列独特的优良性能,例如载波跟踪性能、能提供高稳定的信号频率、调制跟踪性能等等,因而广泛应用于频率合成、调制解渊、位同步提取、立体声解码、测速测距等方面。它己经成为通信、雷达、导航、电子仪器仪表等设备中不可缺少的一部分。稳定、准确、快速锁定足保证锁棚环正常工作的三个先决条件。研究锁相环的稳定性对锁相环的9ぷ魇侵凉刂匾的。本文主要就锁相环工作的稳定性进行实质性的研究。通过计算机仿真软件对各种环路的波特图进行分析,从而较方便地确定环路的最佳:【作状态并设计出最佳环路。目前还没有见到有人用计算机仿真来研究锁相环的稳定性的报道,所以本课题在锁相环技术的研究上是一个创新。论文题目业硕士生指导教师锁相环稳定性的计算机仿真研究与环路设计软琸程孙林林秩盛一争
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第言引门限的优良特性。这样,只要将环路设计成窄带环路,就可把淹没在噪声中的微用于解调数字调制信号时,可使误码率降低。锁相环路具有一些相当优良的功能,且成本低、使用方便,因而它已成为电子技术领域中一种相当有用的技术手段,获得了越来越广泛的应用。归结起来,锁相环路引人注目的优良特性有如下四个川:ㄌ匦环路对输入的固定频率锁定以后,两信号的频差为零,只有一个很小的稳态剩余相差。这是一般自动频率微调系统霾坏降模怯捎谒嗷仿具有可以实现理想的频率锁定这一特性,使它在自动频率控制与频率合成技术等方面获得了广泛的应用。夭ǜ偬匦无论输入锁相环路的信号是已调制或未调制的,只要信号中包含有载波频率成分,就可将环路设计成一个窄带跟踪滤波器,跟踪输入信号载波成分的频率与相位变化,环路输出信号就是需要提取蚋粗的载波信号。这就是环路的载波跟踪特性。髦聘偬匦只要让环路有适当宽度的低频通带,压控振荡器输出信号的频率与相位就能跟踪输入调频或调相信号的变化,即得到输入角度调制信号的复制品,这就是调制跟踪特性。利用环路的调制跟踪特性,可以制成角调制信号的调制器与解调器。兔畔尢匦锁相环路不像一般非线性器件那样,门限取决于输入信噪比,而是由坏路信噪比决定的。一般环路的噪声带宽总比环路输入端的前置通频带窄得多,因而环路信噪比明显高于输入信噪比,环路能在低输入信噪比条件下工作,即具有低弱信号提取出来。这样的环路用于解调调频、调相信号时,可取得门限扩展效果;
由于锁相环路有上述种种优良的特性,再加上集成锁相环的出现,使锁相环路在无线电电予技术等各个领域获得了广泛的应用。锁相环广泛应用于通信,雷达,,计算机,测试仪表,生物及医疗电了学中。稳定、准确、快速锁定是保证锁桐环诈常工作的三个先决条件。研究锁相环的稳定性对锁相环的正常工作是至关重要的。日前:碳际踔醒芯克蒆环的稳定性一个重要途径是刈环路的波特图进行分析。根据分析得到的牛挥嗔坷磁卸环路W鞯奈榷ㄗ刺魑7浅S判愕目蒲Ъ扑恪⑿藕糯硪约巴夹显示软件在:碳际踔械玫椒浅9惴旱挠τ茫ü锥岳∠嗷坊仿返奈榷ㄐ越行研究是非常方便和高效的。
第滤嗷饭ぷ髟;—————————一以聋甲一叫锁相环的定义锁相环的工作原理锁相环是指一种电路或者模块,它用于通信的接收机中,其作用是对接收到唤入端的外部输入信号设其频率固定肜醋匝箍卣竦雌鞯氖涑鲂藕舥。进行的信号进行处理,并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说,对于接收到的信号,仿’个时钟信号,使得这两个信号从某种角度来看是相干的。由于完成捕捉后,该仿制的时钟信号相对于接收到的信号中的时钟信号具有一定的相差,所以形象地称其为锁相器”当一个自激振荡器被一个外来基准信号所控制,自激振荡器所产生的相位和外来基准信号的相位保持某种特殊的关系,称为“相位锁定”,简称锁相”锁相环主要出相位比较器、压控振荡器⒒仿仿瞬ㄆ魅糠组成”缤所示。环路滤波器蛐。汉,压控振荡器的输出7蠢≈料辔槐冉掀鞯囊桓鍪淙攵耍涫涑銎德实母叩由环路滤波器上建立起来的控制信号笮【龆āJ┘佑谙辔槐冉掀髁硪桓鍪相位比较,,得到一个控制信号U飧隹刂菩藕臮,
:娑:黑锁相环环路稳定性工程中实际卜是不稳定的。所以,实际应用的环路,不但要求它是稳定的,而且号频率获得一致。这时两个信号的频率相同,两相位羞保持恒定赐称作相位锁定。锁相环八锁前,它还具有“捕捉”信号谀芰Γ琕可在某一范围内被输入信号所牵引,如果输入信号频率在锁相环的捕捉范围