一阶PLL实现FM解调器

一阶PLL实现FM解调器一、 实验目的1、 进一步掌握锁相环的工作原理；2、 了解FM解调器的基本原理；3、 会从波形结果中分析解调性能的好坏；二、 实验内容1、 观察锁相环的输入和输出信号频谱，调整环路参数；2、 观察环路增益变化时VCO输入信号即解调信号的频谱，推测其对环路的影响；三、 实验原理1、 锁相环具有良好的跟踪性能。若输入FM信号时，让环路通带足够宽，使信号的调制频谱落在带宽之内，这时压控振荡器的频率跟踪输入信号的频率的变化而变化，可以简单地认为压控振荡器的频率与输入信号频率之间的跟踪误差可以忽略，因此在任何瞬时，压控振荡器的角频率与FM波的瞬时角频率相等。ud(t)=(wc-wo)/Ko+Kf*f(t)/Ko其中wc为FM波的载频，wo为压控振荡器的固有振荡频率，两者皆为常数，因此上式第一项为直流项，可用隔直原件消除，或者开始时把压控振荡器的频率调整为wc=wo。因此上式还可进一步写成ud(t)=Kf*f(t)/Ko。可见，除了常系数Kf/Ko之外，锁相环的输出就近似等于原调制信号f(t)，因而达到了频率调制的目的。ui(t)ud(t)uc(t)LPF晶振LF晶振PD晶振um(t)VCO晶振uo(t)图1 调制跟踪环用作鉴频器通过合理选择环路参数可以在满足解调要求的情况下使闭环带宽尽可能窄，以便抑制噪声，因此锁相环具有良好的噪声性能。当接收信号电平微弱，噪声成为主要考虑因素时，采用PLL解调器可以改善解调性能，它可用于各种移动FM电台、微博接力系统、卫星通信系统以及电视、遥控等系统中，它与普通鉴频器相比，门限的改善可达6dB，所以PLL解调器又称为门限扩张解调器，或低门限解调器。四、实验步骤1、 从信源库里拉出一正弦信号图符块，然会双击该图符块，输入参数为幅度50V，频率为25Hz，相位为0。2、 从函数库里拉出一FM图符块，设置参数为幅度为1.414V，频率为1000 Hz，相位为0，调制增益为1Hz/V。3、 从信宿库里一分析图符块，不需设置参数。4、 环路滤波器有乘法器、贝塞尔IIR低通滤波器和加法器组成，还有一FM反馈组成，从操作库里选择贝塞尔线性滤波器，、贝塞尔IIR低通滤波器的参数为极点数为3，截止频率为500Hz，FM的参数设置为幅度为1.414V，频率为1000 Hz，相位为0，调制增益为159.1549e-3Hz/V。5、 VCO简单地用了一个与信号源载波频率一致的FM图符，其调制增益设为0.159Hz/V。6、 系统增益为628.315，作为环路补偿。7、 连接模块，然后设置根据分辨率、采样间隔、采样数目的关系设置时钟，然后运行结果。8、 观察实验结果与理论之间的差别，并绘制出PLL解调器的输出波形以及其功率谱。五实验仿真图。六实验结果分析输入信号调制后经FM解调器后得到解调。当抽样频率为5000Hz时，已调信号得到无失真解调，当抽样频率为3000Hz时，已调信号经FM调整器后解调失真。如果将贝塞尔IIR低通滤波器的截止频率改为50H