锁相环仿真(基于MATLAB)Word文档格式.doc
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1.2.2低通滤波器
低通滤波器（LF）的将上式中的和频分量滤掉，剩下的差频分量作为压控振荡器的输入控制电压uC（t）。
即uC（t）为：
式中的ωi为输入信号的瞬时振荡角频率，θi（t）和θO（t）分别为输入信号和输出信号的瞬时位相，根据相量的关系可得瞬时频率和瞬时位相的关系为：
即
则，瞬时相位差θd为
对两边求微分，可得频差的关系式为
上式等于零，说明锁相环进入相位锁定的状态，此时输出和输入信号的频率和相位保持恒定不变的状态，uc（t）为恒定值。
当上式不等于零时，说明锁相环的相位还未锁定，输入信号和输出信号的频率不等，uc（t）随时间而变。
1.2.3压控振荡器
压控振荡器（VCO）的压控特性如图示
该特性说明压控振荡器的振荡频率ωu以ω0为中心，随输入信号电压uc（t）线性地变化，变化的关系如下：
上式说明当uc（t）随时间而变时，压控振荡器（VCO）的振荡频率ωu也随时间而变，锁相环进入“频率牵引”，自动跟踪捕捉输入信号的频率，使锁相环进入锁定的状态，并保持ω0=ωi的状态不变。
2．信号流程图
锁相环的原理框图如下：
其工作过程如下：
（1）压控振荡器的输出Uo经过采集并分频；
（2）输出和基准信号同时输入鉴相器；
（3）鉴相器通过比较上述两个信号的频率差，然后输出一个直流脉冲电压Ud；
（4）Ud进入到滤波器里面，滤除高频成分后得到信息Ue；
（5）Ue进入到压控震荡器VCO里面，控制频率随输入电压线性地变化；
（6）这样经过一个很短的时间，VCO的输出就会稳定于某一期望值。
3．二阶环仿真源程序代码及仿真结果
3．1程序代码：
%File:
c6_nltvde.m
w2b=0;
w2c=0;
%initializeintegrators
yd=0;
y=0;
%initializedifferentialequation
tfinal=50;
%simulationtime
fs=100;
%samplingfrequency
delt=1/fs;
%samplingperiod
npts=1+fs*tfinal;
%numberofsamplessimulated
ydv=zeros（1,npts）;
%vectorofdy/dtsamples
yv=zeros（1,npts）;
%vectorofy（t）samples
%
%beginningofsimulationloop
fori=1:
npts
t=（i-1）*delt;
%time
ift<
20
ydd=4*exp（-t/2）-3*yd*abs（y）-9*y;
%defort<
else
ydd=4*exp（-t/2）-3*yd-9*y;
%defort>
=20
end
w1b=ydd+w2b;
%firstintegrator-step1
w2b=ydd+w1b;
%firstintegrator-step2
yd=w1b/（2*fs）;
%firstintegratoroutput
w1c=yd+w2c;
%secondintegrator-step1
w2c=yd+w1c;
%secondintegrator-step2
y=w1c/（2*fs）;
%secondintegratoroutput
ydv（1,i）=yd;
%builddy/dtvector
yv（1,i）=y;
%buildy（t）vector
end %endofsimulationloop
plot（yv,ydv） %plotphaseplane
xlabel（'
y（t）'
） %labelxaxis
ylabel（'
dy/dt'
） %labelyzxis
%Endofscriptfile.
pllpost.m
kk=0;
whilekk==0
k=menu（'
PhaseLockLoopPostprocessor'
...
'
InputFrequencyandVCOFrequency'
InputPhaseandVCOPhase'
FrequencyError'
'
PhaseError'
PhasePlanePlot'
PhasePlaneandTimeDomainPlots'
ExitProgram'
）;
ifk==1
plot（t,fin,'
k'
t,fvco,'
）
title（'
InputFrequencyandVCOFreqeuncy'
xlabel（'
Time-Seconds'
Frequency-Hertz'
pause
elseifk==2
pvco=phin-phierror;
plot（t,phin,t,pvco）
Phase-Radians'
elseifk==3
plot（t,freqerror）;
title（'
FrequencyError-Hertz'
elseifk==4
plot（t,phierror）;
PhaseError-Radians'
elseifk==5
ppplot
elseifk==6
subplot（211）;
phierrn=phierror/pi;
plot（phierrn,freqerror,'
grid;
PhaseError/Pi'
ylabel（'
subplot（212）
grid
subplot（111）
elseifk==7
kk=1;
endend%Endofscriptfile.
pllpre.m
clearall %besafe
disp（'
'
）%insertblankline
fdel=input（'
EnterthesizeofthefrequencystepinHertz>
fn=input（'
EntertheloopnaturalfrequencyinHertz>
lambda=input（'
Enterlambda,therelativepoleoffset>
Acceptdefaultvalues:
'
zeta=1/sqrt
（2）=0.707,'
fs=200*fn,and'
tstop=1'
dtype=input（'
Enteryforyesornforno>
s'
ifdtype=='
y'
zeta=1/sqrt
（2）;
fs=200*fn;
tstop=1;
else
zeta=input（'
Enterzeta,theloopdampingfactor>
fs=input（'
EnterthesamplingfrequencyinHer
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