锁相环频率合成器设计与Simulink仿真_第1页
锁相环频率合成器设计与Simulink仿真_第2页
锁相环频率合成器设计与Simulink仿真_第3页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业锁相环频率合成器设计与Simulink仿真作者:雷能芳来源:价值工程2011年第23期摘要:介绍了锁相环频率合成器的的组成及工作原理,并基于Simulink 平台对双环锁相4倍频频率合成器进行了模型设计,仿真结果表明了设计的正确性及可行性。Abstract: The principle and the composition of Frequency Synthesizer Based on Phase-1ocked Loop is introduced, and th

2、e Simulink module of Fourth Frequency-Multiply Frequency synthesilzer with Double Phase-Lock Loops is designed. The correctness and feasibility of this design is verified by simulation result.关键词:锁相环;频率合成器;simulinkKey words: Phase-locked loop;frequency synthesizer;simulink中图分类号:TP914 文献标识码:A 文章编号:10

3、06-4311(2011)3-0135-020引言频率合成是通信、测量系统中常用的一种技术,它是将一个或若干个高稳定度和高准确度的参考频率经过各种处理技术生成具有同样稳定度和准确度的大量离散频率的技术。频率合成器通常分为直接式频率合成器、间接式频率合成器、直接式数字频率合成器(DDS)。间接式频率合成器也称锁相式频率合成器,它是利用锁相环路的窄带跟踪特性,在石英晶体振荡器提供的基准频率源作用下,产生出一系列离散的频率。锁相式频率合成器的优点是可以实现任意频率和带宽的频率合成,具有极低的相位噪声和杂散1。1锁相环的工作原理锁相环是一种利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的反馈控制电路。锁相

4、环主要由鉴相器、压控振荡器(VCO)及环路滤波器组成2,如图1所示。鉴相器通常由乘法器来实现,鉴相器输出的相位误差信号e(t)经过环路滤波器滤波后,作为压控振荡器的控制信号,而压控振荡器的输出s(t)又反馈到鉴相器,在鉴相器中与输入信号r(t)进行相位比较。锁相环是一个相位负反馈系统,当环路锁定后,压控振荡器的输出信号相位将跟踪输入信号v(t)的相位变化,而相位保持一个微小误差。2锁相环频率合成器的工作原理在基本锁相环路的反馈通道中插入分频器就可构成锁相环频率合成器,如图2所示。锁相环频率合成器主要由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器VCO及可变分频器构成3。由石英晶体振荡器产生一高稳定度的标准频

5、率源fs,经参考分频器进行R分频后,得到参考频率fr,即:fr=fs/R(1)参考频率fr被送入锁相环路中鉴相器的一个输入端,设压控振荡器VCO的输出信号频率为fo,该信号N次分频之后送入鉴相器的另一个输入端。当锁相环路锁定时,鉴相器两个输入端的信号频率相等,即:fr=fo/N(2)因此,VCO的输出信号频率为:fo=Nfr=Nfs/R(3)改变分频系数N,就可得到不同频率的输出信号,fr为频率合成器的频率分辨率。3单环频率合成器的缺陷由以上分析可知,单环频率合成器的频率分辨率等于输入鉴相器的参考频率fr,频率分辨率太低。要提高频率分辨率,有两种途径:一、减小输入参考频率fr。但减小fr,环路

6、滤波器的带宽也要压缩,这样,环路的捕捉时间或跟踪时间就要加长,即频率合成器的频率转换时间加大。二、在锁相环路输出端进行M分频,VCO输出信号的频率为:fo=Nfr /M,频率分辨率为fr /M。只要M足够大,就可以得到很大的频率分辨率。但这种技术的问题是环路工作频率需比要求的输出频率高M倍,有时是难以做到的4。故以上两种方案都是不妥当的。为了提高频率分辨率,常采用多环构成的频率合成技术。4双环锁相频率合成器及simulink建模仿真4.1 双环锁相频率合成器图3为双环锁相频率合成器组成框图5。它由两个锁相环路组成,A环路为N倍频,B环为窄带跟踪环。当锁相环路锁定时,鉴相器两个输入端的信号频率相

7、等,则输出信号的频率fo及频率分辨率?驻f分别为:fo=fb=fa/M=Nfr/M(4)?驻f=fr/M(5)由上可知,输入参考频率fr不变,频率转换时间也不变。但A环路输出接入固定分频器M后,使输出频率间隔减小了M倍,即可以使合成器在高参考频率下得到小的频率间隔。4.2 双环锁相4倍频频率合成器simulink建模仿真双环锁相4倍频频率合成器模型如图4所示。其中1kHz的正弦波信号源通过RELAY 模块转换为双极性矩形脉冲。锁相环路滤波器均设置为8阶,Analog Filter Design的截止频率设置为1kHz,Analog Filter Design1的截止频率设置为4kHz。VCO的

8、的压控灵敏度均设置为1Hz/V,Voltage-Controlled Oscillator的中心频率设置为8kHz,Voltage-Controlled Oscillator1的中心频率设置为4kHz。系统仿真波形见图5所示,仿真结果表明所设计模型实现了4倍频功能。5结束语提出了一种基于锁相环的频率合成技术,详细阐述了锁相频率合成器的工作原理。并基于Simulink平台对双环锁相4倍频频率合成器进行了模型设计及仿真,仿真结果验证了设计的正确性及可行性。该频率合成器在通信以及现代工业各个领域都将有广泛的应用前景。参考文献:1马宇飞,李署坚.锁相式频率合成器的设计与改进J.电讯技术,2010,50(7):110-114.2薛茹.一种锁相频率合成器的设计与实现J.微计算机信息,2008,24(2-2):308-309.3

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论