数字锁相环MATLAB代码Word文档格式.docx

1、2.7.2 奈奎斯特采样鉴相器奈奎斯特采样鉴相器的组成框图如图2-7所示。图2-7 奈奎斯特采样鉴相器的组成框图为了表述方便，设数字控制振荡器（NCO）输出的本振数字信号为 （2.7-1）输入信号 （2.7-2）其中输入信号经A/D采样后，第个采样时刻采样量化后的数字信号为 （2.7-3）对输入信号进行A/D变换的采样速率由带通信号奈奎斯特采样定理确定，但为防止信号频谱混叠并保证信号相位信息的有效抽取，采样速率一般选取前置带通滤波器的两倍带宽以上。令，即和相乘后，经低通滤波得到的数字误差信号 （2.7-4）式中 （2.7-5）2.7.3 数字环路滤波器数字环路滤波器与模拟环路中环路滤波器的作用

2、是一样的，都是为了抑制高频分量及噪声，且滤波器的参数直接影响环路的性能。在实际应用中一阶数字环路滤波器的实现形式如图2-8所示。图2-8 一阶数字环路滤波器的实现形式其Z域传递函数： （2.7-6）按照图2-8中所实现的数字滤波器，其频率特性与理想积分滤波器的频率特性一致；两种滤波器参数之间也有着一定的对应关系。对理想积分滤波器的传递函数式采用双线性变换，即令，得到 （2.7-7）式中, 为采样周期， （2.7-8） （2.7-9）式（2.7-8）和式（2.7-9）表明了两种滤波器参数之间的对应关系，也可以说明图2-8所示的一阶数字滤波器就是模拟理想积分滤波器的数字化表示形式。二阶数字滤波器可

3、由两个一阶数字滤波器串联得到。2.7.4 数字控制振荡器（NCO）NCO采用直接数字相位综合技术（DDS），该技术主要是由时钟驱动读取三角函数表，功能框图如图2-8所示。图2-9 基于DDS的NCO结构Ok,截取结束。接下来是编程中必须的参数计算以及思路分析。首先是参数选择，时域响应最好取=0.707，根据经验，令NCO相位控制增益，鉴相灵敏度，则，环路增益,再由理想二阶环路中于是，以上两个参数同时缩小相同的倍数，捕获带也缩小相同的倍数。而扩大时，最大到两倍，大于两倍时捕获带不再变化，只是捕获时间短一些。环路的3Db带宽接下来是编程思想，离散信号过系统实际是系统冲击响应与信号卷积，所谓卷积就是

4、错位相加，于是引申出一种叫做重叠保留法的计算方法，即信号可分段计算。鉴相器输入的两个信号每次分别都仅是一个点，相乘后进入滤波器，此处就得用到这个所谓的重叠保留法。输入一个点输出一个点，其他点保留与下次错位相加，再输出一个点。鉴相器输出的信号过环路滤波器，通过Z域传递函数计算。最后是DDS，网上有很多相关文档，自己看看，注意输入相位要累积，所谓驱动嘛，当然每次依然是输出一个点，这个点作为下次鉴相器输入信号之一。仿真结果如下：上图中输入频率是27Hz，锁相环自然频率为32Hz。搞懂了这些编程思想，以及DDS后，自然谐振频率，输入信号频率自己去做调整。但注意锁相环的参数限制。到这里，NR-DPLL就

5、完成了。在此基础上平方环，科斯塔斯环，判决反馈环等等都很容易编程仿真实现。仿真代码：锁相环：% function uo=pll（ui,Fs）clear allclcfo=32;fi=27;% fi=length（ui）*1/（n*fo）;g1=0.005*2;g2=0.0975*2;n=64;t=0:1/（n*fo）:0.5-1/（n*fo）;ui=sin（2*pi*fi*t）;%输入信号uo=zeros（1,length（ui）;uo（1）=dds_sin（10,n*fo,fo,0,1）;%Nco输出初始信号uo1（1）=dds_sin（10,n*fo,fo,0,1）;% erro=ph（u

6、i（1）,uo（1）;%鉴相器输出sig（1）=ui（1）*uo（1）;l=30;hn=fir1（l,0.2*fo/（n*fo）;temp=conv（hn,sig（1）;temp1=temp（2:end）;erro（1）=temp（16）;lpu1（1）=erro（1）*（g1+g2）;lpu2（1）=lpu1（1）*（g1+g2）;m=2*pi*fo/2048*（1:length（t）;for i=1:length（ui）-1 uo（i+1）=dds_sin（10,n*fo,fo,m（i）+lpu2（i）*1,1）; uo1（i+1）=dds_sin（10,n*fo,fo,m（i）+lpu2

7、（i）*1-m（14）,1）; sig（i+1）=ui（i+1）*uo（i+1）; temp=conv（sig（i+1）,hn）; temp（1:l）=temp（1:end-1）+temp1; temp1=temp（2: erro（i+1）=temp（16）; lpu1（i+1）=g1*erro（i+1）+g2*erro（i+1）+g2*erro（i）; lpu2（i+1）=g1*lpu1（i+1）+g2*lpu1（i+1）+g2*lpu1（i）+lpu2（i）;end% endDDS代码function A = dds_sin（N,fs,f,phi0,Nig）% % 返回参数 （传递参数）%

8、 f=8;% N=8; %频率信号字长N:表示频率信号样点的字长% fs=256; % 采样频率fs:DDS内部采样频率（输出频率信号的采样频率）% phi0=0; % 初始相位phi0:输出信号的初始相位% % df=1; %最小频率间隔df:DDS输出信号的最小频率间隔（频谱分辨率）% Nsig=256; %输出频率信号样点个数Nsig% % f0 输出信号频率Nperiod=2N; %这么多样点表示一个周期正弦信号n=0:（Nperiod-1）;Sroot=sin（2*pi*n/Nperiod）;%*（2（N-1）-1）;Asin=Sroot;dphi=2*pi/Nperiod;M=floor（2N*f/fs）;M0=floor（phi0/dphi）;% A=zeros（1,Nsig）;% A=Asin（x）;Nig x=mod（M0+1+（i-1）*M,Nperiod）; if x=0 x=1; end A（i）=Asin（x）;% A1=A;% x=mod（M0+（i-1）*M,Nperiod）;% xA=0:1/fs:（Nsig-1）/fs;% plot（xA,A）% title（DDS正弦信号时域图）;xlabel（t/s