二阶锁相环仿真.doc

PAGE PAGE 1 一、课程设计的内容 了解锁相环的工作原理及其应用，在Windows 操作系统下，以Matlab为操作平台，对一个简单的二阶环进行仿真。要对代码进行分析和说明，并对选择参数不同所产生的仿真结果进行比较和分析. 二、课程设计的要求与数据 在指导老师的指导下，学生独立完成二阶环的仿真。要求要有原仿真代码，并附有对代码的说明。要有二阶环的仿真结果和分析。论文内容要求深刻、充实。要有完整的测试结果和给出各种参数指标，要进行计算机演示程序和给出运行结果。 三、课程设计应完成的工作 1、认真阅读课程设计讲义，知道课程设计的内容 2、认真查看课本，熟悉锁相环的原理、了解其应用 3、收集有关课程设计的资料，进一步了解锁相环在实际中的应用 4、熟悉Matlab仿真软件的使用 5、在Matlab的环境下，对二阶环进行仿真，并对仿真结果进行分析 撰写课程设计报告，并作出总结 四、课程设计进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 锁相技术 张厥盛 郑继禹 万心平等编著 西安电子科技大学出版社 精通Matlab 6.5 张志涌， 北京航空航天大学出版社，2005年 MATLAB程序设计与实例应用 张铮， 中国铁道出版社，2006 发出任务书日期：2007年12月24日 指导教师签名： 计划完成日期： 2008年1月10日 基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 摘要 锁相环具有载波跟踪特性、调制跟踪特性和低门限特性等优良特性，已经在无线电技术的技术各个领域得到了广泛的应用。20世纪50年代后期随着 空间技术的发展，锁相环用于对宇宙飞行目标的跟踪、 遥测和 遥控。60年代初随着数字通信系统的发展，锁相环应用愈广，例如为相干解调提取参考 载波、建立 位同步等。具有门限扩展能力的调频信号锁相鉴频器也是在60年代初发展起来的。在 电子仪器方面，锁相环在 频率合成器和相位计等仪器中起了重要作用.??MATLAB仿真软件已成为适合多学科、多种工作平台的功能强大、界面友好、方便快捷、语言自然并且开放性强的大型优秀应用软件，已经也已成为国内外高等院校高等数学、数值分析、数字信号处理、自动控制理论以及工程应用等课程的基本教学工具。对锁相环仿真的实现，使用Matlab来实现是方便快捷的。 关键字： 锁相环 ， Matlab，仿真 目录 课程设计任务书………………………………………………………………………2 摘要……………………………………………………………………………………4 1.锁相环的理论分析…………………………………………………………………6 1．1锁相环的基本组成………………………………………………………………6 1．2锁相环的工作原理………………………………………………………………6 1.2.1鉴相器…………………………………………………………………………6 1.2.2 低通滤波器……………………………………………………………………6 1.2.3 压控振荡器……………………………………………………………………7 2．信号流程图…………………………………………………………………………7 3．二阶环仿真源程序代码及仿真结果………………………………………………8 3．1 程序代码…………………………………………………………………………8 3．2仿真结果………………………………………………………………………12 4．课程设计总结……………………………………………………………………15 5．参考文献………………………………………………………………………..15 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uD（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uC（t），对振荡器输出信号的频率实施控制。 1