通信工程专业-基于VisSim的锁相环性能仿真

锁相环
1.svpwm调制
（1）、simulink搭建的结构图为
（2）、三相正弦波经过alpha-beta 坐标变换的x-y坐标图形为
（2）、以上结果经过svpwm调制模块后输出的适量顶点轨迹xy图形为
2
2、三相锁相环的设计
（1）、三相锁相环的原理为
三相锁相环的基本原理是基于坐标变换，采用静止坐标变换和同步坐标变换完成鉴相功能（将输入的三相电压经过坐标变换输出输入电压（相位给定）与输出信号的相位差），然后经过滤波器将高频信号过滤，经过pi调节器锁定到输入信号的频率，然后经过积分器对频率w进行积分得到电角度。

最后将输出反馈到输入端，构成闭环系统。

（2）、结构框图为
Pll局部结构图为
（3）、仿真结果与分析1 三相电源中含有谐波电源波形含有五次谐波
电源波形
仿真结果为
当三相电源不平衡时
仿真结果图为
电源波形为
仿真结果图为
对以上仿真结果的具体分析为
如果电源中含有直流分量，在进行abc到dq变换过程中直流分量会自动消失掉，故输出波形中不会含有直流分量
当电源中含有谐波时变换以后会是一个正弦量这个时候在系统
中添加一个滤波器将高频信号过滤掉即可。

其实锁相环最终的输出量为与输入量同相位的基波分量。

3 单相锁相环的设计
结构图为
pll具体结构图为
该仿真电源含有三相谐波。

锁相环学习总结通过这段的学习，我对锁相环的一些基本概念、结构构成、工作 原理、主要参数以及 simulink 搭建仿真模型有了较清晰的把握与理 解，同时，在仿真中也出现了一些实际问题，下面我将对这段学习中 对锁相环的认识和理解、设计思路以及中间所遇到的问题作一下总 结：1. 概述锁相环(PLL )是实现两个信号相位同步的自动控制系统，组成 锁相环的基本部件有检相器(PD )、环路滤波器(LF )、压控振荡器 (VCO ),其结构图如下所示:2. 锁相环的基本概念和重要参数指标锁相是相位锁定的简称，表示两个信号之间相位同步。

若两正弦 信号如下所示：q(t) U j Sin( it i) U isin (t)u °(t) U o Sin( °t o ) U o Sin '(t)相位同步是指两个信号频率相等，相差为一固定值 当i = o ，两个信号之间的相位差(t) '(t) i o 为一固定值，不 随时间变化而变化，称两信号相位同步。

当i 「，两个信号的相位差(t) '(t) ( i o )t i o ,不论i是否等于 o ，只要时间有变化， 那么相位差就会随时间变化而 变化，称此时两信号不同步。

若这两个信号分别为锁相环的输入 和输出，则此时环路出于 失锁状态 。

当环路工作时，且输入与输出信号频差在捕获带范围之oi(t)ud(t) -- ue(t)PDLF ----------- ► VCO内，通过环路的反馈控制，输出信号的瞬时角频率v(t)便由。

向i方向变化，总会有一个时刻使得i= o，相位差等于0或一个非常小的常数，那么此时称为相位锁定，环路处于锁定状态。

若达到锁定状态后，输入信号频率变化，通过环路控制，输出信号也继续变化并向输入信号频率靠近，相位差保持在一个固定的常数之内，则称环路此时为跟踪状态。

锁定状态可以认为是静态的相位同步，而跟踪状态则为动态的相位同步。

摘要：锁相环（简称PLL）是一种反馈控制系统,也是闭环跟踪系统，其输出信号的频率跟踪输入信号的频率。

本课题主要研究的是有关锁相环电路仿真模型的研究方法，深入探讨了锁相环的组成和工作原理及在各种电路中的应用，通过研究仿真模型及对锁相环的特性的分析，使我进一步掌握了锁相环的原理及在实际工作中的应用。

对锁相环仿真，使用MATLAB来实现是方便快捷的。

本课题介绍了锁相环电路的分类、工作原理、应用现状；建立了仿真锁相环电路捕捉过程的MATLAB模型，并进行了仿真，比较了不同种类锁相环电路的捕捉时间；对锁相环电路各种性能指标如同步带、捕捉带进行了分析，比较了两种锁相环电路的性能；最后提出了锁相环电路的改进方法，并对改进后的环路进行了仿真分析。

关键词：锁相环；鉴相器；滤波器；振荡器；MATLAB仿真Research of phase-locked loop circuit simulation model AbstractThe phase-locked loop (i.e. PLL) is one kind of feedback control system, is also the closed loop tracking system, its output signal frequency track input signal frequency. What this topic main research is the related phase-locked loop circuit simulation model research technique, discussed the phase-locked loop each aspect and the phase-locked loop the composition and the principle of work in depth, By studying the simulation model and analysis of the characteristics of the PLL，I further understand that the principle of phase-locked loop and the application in practical work. For phase-locked loop simulation's realization, use MATLAB to realize is the convenience quickly. Analyzed various performance indicators such as timing belt and capturing belt of the PLL circuit, comparing the performance of two phase-locked loop circuit and proposed the improvement of phase-locked loop circuit, and simulation to the Improved loop circuit.Key words: PLL; phase; filters; oscillators; MATLAB simulation目录1引言............................................ 错误！未定义书签。

锁相环仿真1.锁相环的理论分析1．1锁相环的基本组成锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环（PLL,Phase-Locked Loop）。

锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。

因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。

锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。

锁相环通常由鉴相器（PD,Phase Detector）、环路滤波器（LF,Loop Filter）和压控振荡器（VCO,Voltage Controlled Oscillator）三部分组成，锁相环组成的原理框图如图示：锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成u D（t）电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压u C（t），对振荡器输出信号的频率实施控制。

1．2锁相环的工作原理1.2.1鉴相器锁相环中的鉴相器（PD）通常由模拟乘法器组成，利用模拟乘法器组成的鉴相器电路如图示：鉴相器的工作原理是：设外界输入的信号电压和压控振荡器输出的信号电压分别为：式中的ω0为压控振荡器在输入控制电压为零或为直流电压时的振荡角频率，称为电路的固有振荡角频率。

则模拟乘法器的输出电压u D为：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u C（t）。

即u C（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，u c（t）为恒定值。

本科生毕业设计（申请学士学位）论文题目基于Matlab的数字锁相环的仿真设计作者姓名专业名称电子信息工程指导教师2014年5月学生：（签字）学号：答辩日期：2014 年 5 月24 日指导教师：（签字）目录摘要 (1)Abstract (1)1 绪论 (2)1.1 本文研究背景 (2)1.2 本文研究意义 (2)1.3 锁相环和仿真方式 (2)1.3.1 锁相环 (2)1.3.2 仿真方式 (2)1.4 本文研究内容 (3)2 模拟锁相环Matlab仿真 (3)2.1 模拟锁相环方案 (3)2.1.1 模拟鉴相器 (3)2.1.2 模拟低通滤波器 (6)2.1.3 模拟压控振荡器 (7)2.2 模拟锁相环仿真 (8)2.3 本章小结 (9)3 数字锁相环Matlab仿真 (10)3.1 数字锁相环方案 (10)3.1.1 数字鉴相器 (10)3.1.2 数字滤波器 (12)3.1.3 数字压控振荡器 (13)3.2 数字锁相环仿真 (14)3.3 本章小结 (15)4 总结与展望 (15)参考文献 (16)致谢 (18)基于Matlab的数字锁相环的仿真设计摘要：锁相环是一种能够自动跟踪信号相位并达到锁频目的的闭环负反馈系统。

数字锁相环在无线电领域得到较广泛的应用和发展。

而且已经成为雷达、通信、导航等各类电子信号产品不可替代的元器件之一。

锁相环的窄带跟踪性能使其得到较广泛应用。

因为锁相技术在实际应用中较为复杂，所以锁相环的设计通常采用仿真设计这种方式。

本次设计采用Matlab这一软件进行辅助仿真设计，完全能达到设计预期的目标。

Matlab中的Simulink仿真软件,具有很强的灵活性和直观性。

本次设计所采用的方法是在simulink中搭建模拟锁相的模型，并对模拟锁相环的组成、结构、设计进行不断的分析和改进。

然后根据模拟锁相环的原理进行改进，并搭建数字锁相环。

关键词：锁相环；自动跟踪；matlab；simulinkSimulative design of digital phase-locked loop based on MatlabAbstract:PLL is the automatic tracking system of close loop atracking signal phase. It is widely used in various fields of radio. It has become an irreplaceable part of radar, communication, navigation and all kinds of electronicsignal device. PLL is able to be widely used. Because, it has unique narrow-band tracking performance. However, because of the complexity of phase lock technique, for the design of PLL have brought great difficulty. This design uses Matlab, the simulative software for design assistance, can completely meet the design expectations. Simulink simulative software on Matlab, has strong flexibility and intuitive. Methods used by this project is to build the analog phase locked in the Simulink model, and the composition, structure, design of analog phase-locked loop of continuous improvement and analysis. It improved according to the principle of analog PLL, build digital phase-locked loop in Simulink, and then reach the simulation design of digitalphase-locked loop based on Matlab the design objective .Key words: PLL, Automatic tracking, Matlab, simulink1 绪论1.1 本文研究背景19世纪30年代法国H.de Bellescize首次提出同步检波这一概念，并且设计出锁相环电路这一划时代的研究成果 [1]。

基于VisSim的锁相环性能仿真摘要锁相环技术(PLL)是一门能够时相位不需要外界条件而自行控制刚兴起的技术。

锁相也叫相位锁定,我们也可称之为自动相位控制(APC),能使相位自行调整，能让两个信号相位同步。

上面的功能锁相环都能实现，同时其为进行负反馈的控制性系统。

由于锁相环具有捕获，跟踪和窄带滤波的作用；因此，被应用在通信、微处理器、以及卫星等许多领域。

在通信电路里，锁相环是一个重要部分，广泛应用于时钟系统设计中，包括相位同步等的。

本论文首先介绍锁相环历史发展和现在的研究进度，接着论文首先介绍了模拟锁相环，因为它是我们要进行后续研究的基石，于是它的工作原理就显得非常重要。

同时简单介绍了鉴相器、压控振荡器、环路滤波器工作原理等。

着重分析了锁相环的跟踪特性、捕获特性等各种特性。

我们进行了锁相环的数学模型的分析并且推导了环路方程，得到了需要的结论。

在分析和设计的过程中，同时本论文中主要通过对VisSi m/comm软件的学习和使用，利用其丰富的模板以及本科对锁相环原理知识的掌握对电路进行仿真。

后将学习总结出的相应理论与VisSim/comm中丰富的模块相结合实现仿真系统的建模,并且调整参数观察仿真波形输出，观察效果，最终对设计结论进行总结。

因VisSim/comm主要实现的就实通信系统的仿真，我们用其来实现锁相环性能的仿真，因此本论文主要介绍了用VisSim/comm来实现输入为复信号的锁相环的线性跟踪。

和调频信号的解调，BPSK的载波同步的仿真实现等等。

关键词：锁相环技术；VisSim软件；仿真；跟踪AbstractThe technology of phase locked loop (PLL) is a new technology for automatic phase contr ol. Phase locked is locking phase, we can also call it automatic phase control (APC), and the phase synchronization of two signals can be obtained by the method of phase automatic adju stment .The phase lock loop is the phase negative feedback control system for the task. Beca use of the capture, tracking and narrow band filtering, the phase lock loop is applied in many fields such as communication, microprocessor and satellite and so on. In the communication circuit, the PLL is an important part of the clock system designing, including the phase sync hronization and so on.Firstly this paper introduces the history of the PLL and the progress of the research. Then, the basic principle of PLL is introduced based on the structure of the traditional analog PLL. At the same time, the working principle of the phase detector, the voltage controlled oscillat or and the loop filter are simply introduced. The performance of the phase locked loop and th e performance of the PLL are analyzed. We analyze the mathematical model of the phase loc ked loop and deduce the loop equation, and get the conclusions. In the process of analysis an d design. At the same time in this paper mainly through the learning and use of software Vis Sim/comm,. To make the circuit simulation ,we use the PLL principle knowledge we learn w hen we are masters and make use of the rich templates and undergraduate. And then combini ng the theory summed up we learnt with the abundance modules of VisSim/comm to realize t he simulation system modeling, and adjust the parameters of the simulation waveform output observation, observation effect, the final conclusion of the design were summarized in this p aper. Because of VisSim/comm is mainly to achieve the real communication system simulati on, we used to realize the simulation of phase-locked loop performance, so this paper mainly introduces the VisSim/comm to realize input for a complex signal of the PLL linear tracking, input for income of complex signal and real signal tracking performance in comparison. An d demodulation of FM signal and BPSK carrier synchronization simulation and so on.Keywords: Phase Locked Loop technology;VisSim/comm software; simulation; tracke d目录第1章绪论 (1)1.1锁相环的历史发展 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3综述与分析 (3)第2章锁相环的介绍 (5)2.1锁相环的基本构成及琐相的概念 (5)2.2锁相环的数学模型 (6)2.3锁相环的特性 (11)2.3.1锁相环路的线性跟踪性能 (11)2.3.1.1 环路对典型输入相位的跟踪性能 (11)2.3.2锁相环路的稳定性 (14)2.3.3锁相环路的捕获特性 (15)2.4锁相环的应用 (16)2.4.1在调制与解调技术中的应用 (16)2.4.2在载波提取、跟踪与位同步技术中的应用 (16)2.4.3在测速与测距技术中的应用 (16)2.5本章小结 (17)第3章VisSim/Comm仿真 (17)3.1 VisSim/Comm的基本介绍 (17)3.2 VisSim/Comm的功能介绍 (18)3.2.1 如何使用VisSim (18)3.2.2 comm模块集 (19)3.3 本章小结 (28)第4章用VisSim/Comm对锁相环的仿真 (28)4.1对锁相环的性能的仿真 (28)4.2 锁相环应用的仿真 (31)4.2.1锁相环的鉴频 (31)4.2.2锁相环的BPSK载波跟踪 (35)4.3 本章小结 (37)结论 (37)参考文献基于visSim的锁相环性能仿真第1章绪论1.1 锁相环的历史发展自动相位制和控自动率频控制的融合叫做锁相环(PLL-Phase Locked L00P)。

基于Matlab的数字锁相环的仿真设计摘要：锁相环是一个能够跟踪输入信号相位变化的闭环自动跟踪系统。

它广泛应用于无线电的各个领域，并且，现在已成为通信、雷达、导航、电子仪器等设备中不可缺少的一部分。

然而由于锁相环设计的复杂性，用SPICE对锁相环进行仿真，数据量大，仿真时间长，而且需进行多次仿真以提取设计参数，设计周期长。

本文借助于Matlab中Simulink仿真软件的灵活性、直观性，在Simulink 中利用仿真模块搭建了全数字锁相环的仿真模型。

先借助模拟锁相环直观形象、易于理解的特点，通过锁相环在频率合成方面的应用，先对模拟锁相环进行了仿真，对锁相环的工作原理进行了形象的说明。

在模拟锁相环的基础上，重新利用仿真模块搭建了全数字锁相环的仿真模型，通过仿真达到了设计的目的，验证了此全数字锁相环完全能达到模拟锁相环的各项功能要求。

关键词：锁相环，压控振荡器，锁定，Simulink，频率合成，仿真模块1引言1932年法国的H.de Bellescize提出同步捡波的理论，首次公开发表了对锁相环路的描述。

到1947年，锁相环路第一次应用于电视接收机的水平和垂直扫描的同步。

到70年代，随着集成电路技术的发展，逐渐出现集成的环路部件、通用单片集成锁相环路以及多种专用集成锁相环路，锁相环路逐渐变成了一个成本低、使用简便的多功能组件，为锁相技术在更广泛的领域应用提供了条件。

锁相环独特的优良性能使其得到了广泛的应用，其被普遍应用于调制解调、频率合成、电视机彩色副载波提取、FM立体声解码等。

随着数字技术的发展，相应出现了各种数字锁相环，它们在数字信号传输的载波同步、位同步、相干解调等方面发挥了重要的作用。

而Matlab强大的数据处理和图形显示功能以及简单易学的语言形式使Matlab在工程领域得到了非常广泛的应用，特别是在系统建模与仿真方面，Matlab已成为应用最广泛的动态系统仿真软件。

利用MATLAB建模可以快速地对锁相环进行仿真进而缩短开发时间。

基于Multisim的锁相环解调系统仿真毕业论文目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究现状 (1)1.3 研究容介绍 (2)第2章基本原理 (3)2.1 Multisim介绍 (3)2.2 锁相环基本原理 (5)2.2.1锁相环的基本组成 (5)2.2.2 锁相环的工作原理 (5)第3章调制解调电路设计 (8)3.1 2FSK调制解调电路设计 (8)3.1.1 2FSK调制电路设计原理 (8)3.1.2 2FSK调制单元电路的设计 (9)3.1.3 2FSK解调单元电路的设计 (13)3.1.4 2FSK解调电路的整体设计 (15)3.2 2PSK调制解调电路设计 (17)3.2.1 2PSK调制解调电路设计原理 (17)3.2.2 2PSK调制与解调电路的设计与仿真 (18)3.3 2ASK调制解调电路设计 (19)3.3.1 2ASK调制解调电路设计原理 (19)3.3.2 2ASK调制与解调电路的设计与仿真 (20)3.4 解调结果分析 (22)总结 (24)参考文献 (25)附录：(外文翻译) (26)致谢 (51)第1章绪论1.1 研究背景实现调频波解调的方法有很多，而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来实现鉴频方法，具有工作稳定失真小，信噪比高等优点，所以被广泛用在通信电路系统中。

锁相环路是一种反馈电路，锁相环的英文全称是Phase-Locked Loop，简称PLL。

其作用是使得电路相位同步。

因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。

锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，它还具有载波跟踪特性。

作为一个窄带跟踪滤波器，可提取淹没在噪声中的信号；用高稳定的参考振荡器锁定，可提供高稳定的频率源；可进行高精度的香味与频率测量等等。

如今锁相环解调器在通信、雷达、测量和自动化控制等领域应用极为广泛，随着电子技术的发展，对锁相环解调的研究和应用得到了越来越多的关注。

锁相环学习总结通过这段的学习，我对锁相环的一些基本概念、结构构成、工作原理、主要参数以及simulink 搭建仿真模型有了较清晰的把握与理解，同时，在仿真中也出现了一些实际问题，下面我将对这段学习中对锁相环的认识和理解、设计思路以及中间所遇到的问题作一下总结：1. 概述锁相环（PLL ）是实现两个信号相位同步的自动控制系统，组成锁相环的基本部件有检相器（PD ）、环路滤波器（LF ）、压控振荡器（VCO ），其结构图如下所示：2. 锁相环的基本概念和重要参数指标锁相是相位锁定的简称，表示两个信号之间相位同步。

若两正弦信号如下所示：相位同步是指两个信号频率相等，相差为一固定值。

)(sin )sin()()(sin )sin()('t U t U t u t U t U t u o o o o o i i i i i θθωθθω=+==+=当i ω=o ω，两个信号之间的相位差 为一固定值，不 随时间变化而变化，称两信号相位同步。

当i ω≠o ω，两个信号的相位差 ，不论i θ是否等于o θ，只要时间有变化，那么相位差就会随时间变化而变化，称此时两信号不同步。

若这两个信号分别为锁相环的输入和输出，则此时环路出于失锁状态。

当环路工作时，且输入与输出信号频差在捕获带范围之内，通过环路的反馈控制，输出信号的瞬时角频率)(t v ω便由o ω向i ω方向变化，总会有一个时刻使得i ω=o ω，相位差等于0或一个非常小的常数，那么此时称为相位锁定，环路处于锁定状态。

若达到锁定状态后，输入信号频率变化，通过环路控制，输出信号也继续变化并向输入信号频率靠近，相位差保持在一个固定的常数之内，则称环路此时为跟踪状态。

锁定状态可以认为是静态的相位同步，而跟踪状态则为动态的相位同步。

环路从失锁进入到锁定状态称为捕获状态。

其他几个环路工作时的重要概念：快捕带：能使环路快捕入锁的最大频差称为环路的快捕带，记为L ω∆，两倍的快捕带为快捕范围。

158教育现代化传媒品牌投稿邮箱：chinajyxdh@教育信息技术基于VisSim 的锁相环频率响应应用仿真李森（大连海事大学 信息科学技术学院，大连 辽宁 116026）摘 要：锁相环的频率响应根据输入相位调制频率的不同，可分为调制跟踪和载波跟踪。

首先分析了利用锁相环的这两种跟踪特性分别实现调频信号解调的原理。

然后基于VisSim 仿真软件建立了锁相环的仿真模型，并对基于两种跟踪特性的锁相环解调功能进行了仿真，给出了仿真波形。

通过采用这种方式可以帮助学生对相关内容的理解，从而为今后进行锁相环电路的设计与应用打下良好的基础。

关键词：锁相环路；载波跟踪；调制跟踪；VisSim锁相环(PLL)是一个相位误差控制系统，它的基本组件包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，三者共同形成一个负反馈环路结构。

锁相环有许多优良性能，其中突出特性包括：一为载波跟踪特性，即锁相环路对输入信号的相位变化而言，可等效为一个窄带跟踪滤波器，不但能有效地利用窄带来滤除噪声与干扰，而且环路输出能跟踪输入信号的载波变化；二为调制跟踪特性，适当设计可使输入信号调制频谱落在环路的通频带内，那么环路输出频率和相位能够准确地跟踪输入信号的频率与相位的调制变化。

锁相环路的这些特性使其成为现代无线通信系统中不可或缺的重要组成部分，广泛用于频率调制与解调、时钟同步与载波恢复、超窄带滤波器构建、频率综合等应用场合[1-6]。

在锁相环性能的教学中，往往关注的是锁相环的这些优良性能的原理分析，很难将这些特性与实际应用结合在一起，不利用学生在今后的工作中对锁相环电路的应用和设计。

VisSim 是一种功能强大的图形化原型建模和仿真软件[7], 该软件能够提供可拖放功能块的直观界面, 并包含有丰富的元件库和强大的数学运算模型，还可将其它仿真软件中的元器件容易地转化为通用数学模型，更能够与C++、DSP 和集成的Matlab 模块共享。

目前利用VisSim 进行自动控制系统建模、分析与开发的研究已受到广泛关注[8-9]，同时VisSim 也被应用于电子线路、自动控制原理、嵌入式控制器DSP 的实验教学中[10-12]，并取得了较好的教学效果。

基于VisSim的锁相环跟踪性能仿真
李森
【期刊名称】《教育教学论坛》
【年(卷),期】2016(000)045
【摘要】锁相环的跟踪性能是"锁相技术"课程教学中的重点内容.本文首先对锁相环的跟踪性能进行理论分析,然后基于VisSim仿真软件建立了二阶锁相环的仿真模型,并对锁相环的跟踪性能进行了仿真.给出了锁相环的输入信号存在相位阶跃和频率阶跃两种情况下的相位误差变化曲线和动态跟踪输出波形.通过仿真,学生更容易理解锁相环的动态跟踪性能,有助于为今后工作中进行锁相环电路的设计与应用打下良好的基础.
【总页数】4页(P264-267)
【作者】李森
【作者单位】大连海事大学信息科学技术学院,辽宁大连 116026
【正文语种】中文
【中图分类】TN702;G642.3
【相关文献】
1.基于双压控延迟线的锁相环抖动跟踪估计 [J], 曹玉梅;赵海军
2.基于锁相环的电磁振动给料机频率跟踪控制 [J], 丛培田;张永光;韩辉
3.基于锁频环＋FFT＋锁相环的载波跟踪方法 [J], 赵国豹;李春祎
4.基于锁相环实现信号相频突变的跟踪 [J], 孙永磊;杨昕欣
5.基于锁相环的载波跟踪改进技术 [J], 柳华
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锁相环电路仿真1111201 曹雷 1111120108摘要: 锁相环(P L L ) 频率合成器是一种应用很广的频率合成技术, 自40 年代锁相环技术出现并应用到今天, 它一直在频率合成领域占主导地位。

随着集成电路技术的发展, 许多厂家研制出了通用的鉴频/ 鉴相器、V C O 、分频器等集成化器件, 甚至出现了许多型号的单片锁相环集成电路。

这给锁相环的设计应用带来了极大的方便, 根据不同的频率带宽要求选择合适的鉴频/ 鉴相器、V CO、分频器等器件, 设计人员设计好环路滤波器就可以完成锁相环频率合成器的设计合指标要求很大程度上依赖于锁相环路的响应函数是否设计得合适。

由于在实际电路中往往加入辅助滤波器、增益控制等电路, 以及存在分布电阻电容等因素, 电路的实际响应很难做到和设计值一致, 因此在制作锁相环前对环路进行建模仿真将有助于提高设计效率。

下面介绍一种锁相环的模型。

关键词: 锁相环; Multisim1 锁相环的仿真模型首先在Multisim 软件中构造锁相环的仿真模型( 图1) 。

基本的锁相环由鉴相器( PD) 、环路滤波器( LP) 和压控振荡器( VCO) 三个部分组成。

图中,鉴相器由模拟乘法器A 1 实现, 压控振荡器为V3 , 环路滤波器由R1 、C1 构成。

环路滤波器的输出通过R2、R3 串联分压后加到压控振荡器的输入端, 直流电源V2 用来调整压控振荡器的中心频率。

仿真模型中, 增加R2、R3 及V2 的目的就是为了便于调整压控振荡器的中心频率。

2 锁相接收机的仿真电路直接调频电路的振荡器中心频率稳定度较低,而采用晶体振荡器的调频电路, 其调频范围又太窄。

采用锁相环的调频器可以解决这个矛盾。

其结构原理如图2 所示。

实现锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外, 也就是说, 锁相环路只对慢变化的频率偏移有响应, 使压控振荡器的中心频率锁定在稳定度很高的晶振频率上。

而随着输入调制信号的变化, 振荡频率可以发生很大偏移。

基于Multisim行扫描AFC锁相环电路仿真设计李宏恩【摘要】锁相环电路具有良好的相位误差控制功能,可实现电路输入信号与输出信号频率之间的同步.基于设计一种行扫描锁相环电路,采用EDA仿真软件Multisim2001,利用Multisim强大的电路设计和仿真功能,完成对锁相环电路的设计.仿真结果表明,所设计电路实现了对相位的锁定功能,同时依托multisim灵活简便的仿真环境,还可通过改变元件参数,并结合观察各点波形的变化,而找到电路的最佳锁相范围数据,为PCB设计与制作节省了设计成本.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)005【总页数】3页(P105-107)【关键词】Multisim2001;行扫描;锁相环;AFC【作者】李宏恩【作者单位】长治医学院生物医学工程系,山西长治046000【正文语种】中文【中图分类】TN702Multisim软件由加拿大IIT公司开发,可适用于各类模拟或数字电路的设计工作,并具有丰富的仿真分析能力[1-2]。

锁相环电路广泛应用,包括于通讯、雷达、电视、红外、计算机等众多领域,所以电路能否实现“锁相”功能对于设备正常工作影响较大。

本次设计是在常规锁相环电路的基础上加入行扫描AFC(AFC)方法,利用Multisim进行设计与仿真,通过调整元件参数,完成了对行AFC锁相环电路的设计。

1.1 锁相环电路的结构锁相环最基本的结构如图1所示。

其由3个基本部件组成:鉴相器(PD)、环路滤波器(LPF)和压控振荡器(VCO)[3-5],各部分的功能如图1所示。

在PLL中,PD是一个相位比较器,比较基准信号uI与输出信号uO之间的相位偏差φ,并由此产生误差信号uD;LF是一个低通滤波器,用于滤除uD中的高频成分,起滤波平滑作用,以保证环路稳定和改善环路跟踪性能,最终输出控制电压uC;VCO是一个电压/频率变换装置,产生本地振荡频率,其振荡频率受uC控制,产生频率偏移,从而跟踪输入信号的频率。

摘要随着计算机技术的发展，系统仿真技术在电子工程领域的应用已越来越广泛。

SystemView的出现标志着仿真技术在通信领域的应用达到了一个新的水平。

锁相环路作为能自动跟踪信号相位的闭环自动控制系统已获得非常广泛的应用.将锁相技术应用应用于频率合成器的设计中，既可以满足频率合成器的高精度、高稳定度的性能要求；又可使频率合成器的体积缩小、成本降低；同时频道转换便捷，使之能方便的应用于移动通信领域.论文介绍了锁相环路的基本工作原理及特性，在分析了锁相频率合成器的组成原理后，提出了在SystemView环境下的锁相环路频率合成器的设计方案，并调试成功。

关键词：SystemView；锁相技术;频率合成器；仿真ABSTRACTSystem simulation skills are widely used in area of electronic engineering as the developing of computer technique。

Appearance of the software SystemView represents a new level of simulation skills in communication fields. The phase—lock loop (PLL) can not only satisfy the requirement of high frequency stability and high frequency precision, but also reduce the scale and cost of frequency synthesizer。

At the same time, the channel conversion can be realized conveniently，so the phase-lock frequency synthesizer can be used in the field of the mobile communication。

毕业论文设计基于Matlab的数字锁相环的仿真设计摘要：锁相环是一个能够跟踪输入信号相位变化的闭环自动跟踪系统。

它广泛应用于无线电的各个领域，并且，现在已成为通信、雷达、导航、电子仪器等设备中不可缺少的一部分。

然而由于锁相环设计的复杂性，用SPICE对锁相环进行仿真，数据量大，仿真时间长，而且需进行多次仿真以提取设计参数，设计周期长。

本文借助于Matlab中Simulink仿真软件的灵活性、直观性，在Simulink中利用仿真模块搭建了全数字锁相环的仿真模型。

先借助模拟锁相环直观形象、易于理解的特点，通过锁相环在频率合成方面的应用，先对模拟锁相环进行了仿真，对锁相环的工作原理进行了形象的说明。

在模拟锁相环的基础上，重新利用仿真模块搭建了全数字锁相环的仿真模型，通过仿真达到了设计的目的，验证了此全数字锁相环完全能达到模拟锁相环的各项功能要求。

关键词：锁相环，压控振荡器，锁定，Simulink，频率合成，仿真模块1引言1932年法国的H.de Bellescize提出同步捡波的理论，首次公开发表了对锁相环路的描述。

到1947年，锁相环路第一次应用于电视接收机的水平和垂直扫描的同步。

到70年代，随着集成电路技术的发展，逐渐出现集成的环路部件、通用单片集成锁相环路以及多种专用集成锁相环路，锁相环路逐渐变成了一个成本低、使用简便的多功能组件，为锁相技术在更广泛的领域应用提供了条件。

锁相环独特的优良性能使其得到了广泛的应用，其被普遍应用于调制解调、频率合成、电视机彩色副载波提取、FM立体声解码等。

随着数字技术的发展，相应出现了各种数字锁相环，它们在数字信号传输的载波同步、位同步、相干解调等方面发挥了重要的作用。

而Matlab强大的数据处理和图形显示功能以及简单易学的语言形式使Matlab在工程领域得到了非常广泛的应用，特别是在系统建模与仿真方面，Matlab已成为应用最广泛的动态系统仿真软件。

利用MATLAB建模可以快速地对锁相环进行仿真进而缩短开发时间。

第23卷第2期 辽宁工程技术大学学报 2004年4月 V ol.23 No.2 Journal of Liaoning Technical University Apr . 2004收稿日期：2003-07-12基金项目：辽宁省教育厅高校科学研究基金资助项目（202183385） 作者简介：刘玉珍（1964-），女，吉林 德惠人,硕士研究生，副教授，本文编校：杨瑞华文章编号：1008-0562(2004)02-0236-02基于SIMULINK 锁相环设计刘玉珍，刘建辉，陶志勇，徐光宪　(辽宁工程技术大学 电子与信息工程系，辽宁 阜新 123000)摘 要：针对实际中锁相环设计复杂性，提出了采用MATLAB 仿真工具箱SIMULINK 对锁相环进行建模和仿真的方法，优化设计方案。

为验证、分析与锁相环跟踪锁定速率相关的因素，借助了SIMULINK 软件的灵活性、直观性等优点，对 模型进行了多次参数修改和仿真，并测出多组实验数据。

得出最佳设计方案。

关键词：锁相环；压控振荡器；锁定；仿真中图号：TN 914.1; TP391.9 文献标识码：ADesign of phase-locked loop based on simulinkLIU Yu-zhen ，LIU Jian-hui ，TAO Zhi-yong ，XU Guang-xian(Department of Electronics and Information Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin123000,China)Abstract ：In view of the design complexity of phase-locked loop in works, the article mainly describes the principle of phase-locked loop and works out the design with SIMULINK simulation toolbox of MATLAB language to construct the model of phase-locked loop and implement the process of simulation. In order to test and verify the effect of the model,with the the help of flexibility and palpability of SIMULINK software,the author analyse several factors associated with following and locking speed of the phase-locked loop, and also revised the parameters of the model to get the optimal program from the simulation result.. Key words ：phase-locked loop ；voltage-controlled oscillator (VCO)；lock ；simulation０ 引 言　锁相环是一个能够跟踪输入信号相位的闭环自动跟踪系统。