調(diào)制跟蹤環(huán)在通信中的應(yīng)用

1、請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 鎖相技術(shù)鎖相技術(shù) 課程結(jié)業(yè)論文課程結(jié)業(yè)論文 題題 目目 調(diào)制跟蹤環(huán)在通信中的應(yīng)用調(diào)制跟蹤環(huán)在通信中的應(yīng)用 院系名稱：院系名稱： 信息科學(xué)與工程學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 電子信息工程電子信息工程 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 星空星空 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 授課教師：授課教師： 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 摘 要 鎖相環(huán)技術(shù)是一種通信領(lǐng)域十分重要的技術(shù)。鎖相環(huán)（PLL）是一個(gè)相位反 饋系統(tǒng)，包含鑒相器（PD） 、環(huán)路濾波器（LF）以及壓控振蕩器（VCO）三個(gè)基本 部件。當(dāng)鎖相環(huán)輸入信號(hào)為調(diào)角信號(hào)時(shí)，環(huán)路的輸入量 i（t）是

2、由正弦信號(hào)等穩(wěn)態(tài)基帶信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，通過環(huán)路的頻率特性來分析環(huán)路 對(duì) i（t）的響應(yīng)，可以得到調(diào)制跟蹤特性。當(dāng)滿足一定條件時(shí)，環(huán)路既跟蹤了 輸入信號(hào)的載波 i，又跟蹤了輸入信號(hào)的調(diào)制相位 i（t） ， ，構(gòu)成了調(diào)制跟蹤 環(huán)，稱此環(huán)路工作在調(diào)制跟蹤狀態(tài)。環(huán)路工作在調(diào)制跟蹤狀態(tài)時(shí)，VCO 的輸出信 號(hào) u0(t)的相位可以跟蹤環(huán)路輸入信號(hào) ui(t)的相位.當(dāng) ui(t)為調(diào)制信號(hào)時(shí)， u0(t)也為調(diào)頻信號(hào)且其瞬時(shí)頻率基本相同，因此 VCO 的控制電壓即為我們所需 要的解調(diào)輸出信號(hào)。根據(jù)這個(gè)原理，我們可以提取輸入已調(diào)信號(hào)的載波，也可提 取淹沒在噪聲中的載波信號(hào)。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鎖相環(huán)；VCO；解調(diào)

3、電路；調(diào)制跟蹤環(huán)；鎖相鑒頻 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 目錄目錄 1 緒論 .4 1.1 課題目的和意義 .4 1.2 課題研究內(nèi)容 .4 2 基于鎖相環(huán)的調(diào)制跟蹤原理.5 2.1 鎖相環(huán).5 2.1.1 鎖相環(huán)的基本組成.5 2.1.2 鎖相環(huán)的工作原理 .5 2.1.3 鎖相環(huán)的解調(diào)電路 .6 2.2 鎖相環(huán)的調(diào)制跟蹤原理.6 3 鎖相鑒頻在調(diào)制跟蹤環(huán)中的工作原理.7 結(jié) 論 .8 參 考 文 獻(xiàn) .8 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 1 1 緒論緒論 1.11.1 課題目的和意義課題目的和意義 數(shù)字通信顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)、傳輸質(zhì)量與通信線路長短無

4、關(guān)、有高的技術(shù) 指標(biāo)(即可提高傳輸?shù)目煽啃?、經(jīng)濟(jì)性(數(shù)字設(shè)備體積小、功耗低、價(jià)格低廉)、便于加 密處理。因此數(shù)字通信是現(xiàn)代通信發(fā)展的趨勢(shì)。而在數(shù)字通信的技術(shù)中，數(shù)字調(diào)制與解 調(diào)技術(shù)占有非常重要的地位，起著關(guān)鍵性的作用。 數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸主要是利用現(xiàn)有通信網(wǎng)來進(jìn)行的。實(shí)際通信中絕大多數(shù)的信道都不 能直接傳送基帶信號(hào)，必須用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參量進(jìn)行控制，使載波的這些 參量隨基帶信號(hào)的變化而變化，即所謂調(diào)制。在大多數(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)中，都選擇正弦信 號(hào)作為載波。這是因?yàn)檎倚盘?hào)形式簡單，便于產(chǎn)生及接收。 1.21.2 課題研究內(nèi)容課題研究內(nèi)容 鎖相環(huán)（PLL）是一種閉環(huán)的自動(dòng)跟蹤負(fù)反饋系統(tǒng)。當(dāng)鎖

5、相環(huán)輸入信號(hào)為調(diào)角信號(hào) 時(shí)，環(huán)路的輸入量 i（t）往往是由正弦信號(hào)、語音信號(hào)等穩(wěn)態(tài) 基帶信號(hào)產(chǎn)生的。此時(shí)，通過環(huán)路的頻率特性來分析環(huán)路對(duì) i（t）的響應(yīng)是比較方便 的，由此可以得到調(diào)制跟蹤的跟蹤特性。 鎖相環(huán)路具有載波跟蹤特性，作為一個(gè)窄帶跟蹤濾波器，可提取淹沒在噪聲中的信 號(hào)；用高穩(wěn)定的參考振蕩器鎖定，可提供頻率高穩(wěn)定的頻率源：可進(jìn)行高精度的香味與 頻率測量等等;鎖相環(huán)路具有調(diào)制跟蹤特性，可制成高性能的調(diào)制器和解調(diào)器。它具有低 門限特性，可大大改善模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的解調(diào)質(zhì)量。 調(diào)制跟蹤時(shí)，環(huán)路既跟蹤了輸入信號(hào)的載波 i，又跟蹤了輸入信號(hào)的調(diào)制相位 i（t） ，構(gòu)成了調(diào)制跟蹤環(huán)，稱此環(huán)路工作

6、在調(diào)制跟蹤狀態(tài)。環(huán)路工作在調(diào)制跟蹤狀態(tài) 時(shí)，VCO 的輸出信號(hào) u0(t)的相位可以跟蹤環(huán)路輸入信號(hào) ui(t)的相位.當(dāng) ui(t)為調(diào)制信 號(hào)時(shí)，u0(t)也為調(diào)頻信號(hào)且其瞬時(shí)頻率基本相同，因此 VCO 的控制電壓即為我們所需要 的解調(diào)輸出信號(hào)。 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 2 2 基于鎖相環(huán)的調(diào)制跟蹤原理基于鎖相環(huán)的調(diào)制跟蹤原理 2.12.1 鎖相環(huán)鎖相環(huán) 2.1.1 鎖相環(huán)的基本組成 圖 1 鎖相環(huán)基本組成 環(huán)路鎖定時(shí)，鑒相器的兩個(gè)輸入信號(hào)頻率相等，沒有頻率誤差。 頻率跟蹤特性：環(huán)路鎖定時(shí)，VCO 輸出頻率能在一定范圍內(nèi)跟蹤輸入信號(hào)頻率的變化。 窄帶濾波特性：可以實(shí)

7、現(xiàn)高頻窄帶帶通濾波。 2.1.2 鎖相環(huán)的工作原理 鑒相器（PD）：用以比較、相位， 輸出反映相位誤差 的電壓。 i u o u( ) D ut 環(huán)路濾波器（LF）：用以濾除誤差信號(hào)中的高頻分量和噪聲，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 壓控振蕩器（VCO）：在控制下輸出相應(yīng)頻率。( ) C ut o f 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 圖 2 與的頻率和相位之間的關(guān)系 o U i U 兩個(gè)正弦信號(hào)的頻率和相位之間的關(guān)系如圖 2 所示，若能保證兩個(gè)信號(hào)之間的相位 差恒定，則這兩個(gè)信號(hào)的頻率必相等。 若，則稱電路處于失鎖狀態(tài)，和之間產(chǎn)生相位變化，鑒相器輸出誤 io ( ) i u t( ) o u

8、 t 差電壓，它與瞬時(shí)誤差相位成正比，經(jīng)過環(huán)路濾波，濾除了高頻分量和噪聲而取出( ) D ut 緩慢變化的電壓，控制 VCO 的角頻率，去接近。最終使，相位誤差為( ) C ut o i io 常數(shù)，環(huán)路鎖定，這時(shí)的相位誤差稱為剩余相位誤差或穩(wěn)態(tài)相位誤差。 2.1.3 鎖相環(huán)的解調(diào)電路 圖 3 鎖相解調(diào)電路原理框圖 輸入為調(diào)頻信號(hào)，當(dāng)環(huán)路鎖定后，壓控振蕩器的振蕩頻率就精確地跟蹤輸入調(diào)頻信 號(hào)的瞬時(shí)頻率而變化，產(chǎn)生具有相同調(diào)制規(guī)律的調(diào)頻信號(hào)。只要壓控振蕩器的頻率控制 特性是線性的，壓控振蕩器的控制電壓 uc(t) 就是輸入調(diào)頻信號(hào)的原調(diào)制信號(hào)。 要求：捕捉帶 輸入調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏環(huán)路帶寬大于輸

9、入調(diào)頻信號(hào)中調(diào)制信號(hào) 的頻譜寬度 2.22.2 鎖相環(huán)的調(diào)制跟蹤原理鎖相環(huán)的調(diào)制跟蹤原理 一個(gè)線性系統(tǒng)的頻率特性 G（j）是用來表示其輸入信號(hào) x(t)的傅氏變換 x(j) 與輸出信號(hào) y(t)的傅氏變換 y(j)之間關(guān)系的，即： Y（j）=X(j)G(j) 若 x(t)=Xsint,則 y(t)=XG(j)sint+G(j)。 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 在鎖相環(huán)中，雖然實(shí)際的輸入信號(hào)是電壓 ui(t)，輸出信號(hào)是電壓 u0(t)，但在系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型中，輸入信號(hào)是 i（t） ，輸出信號(hào)是 0（t） 。把環(huán)路的開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán) 傳遞函數(shù)及誤差傳遞函數(shù)中的 s 換成 j，

10、可得其開環(huán)頻率特性 H0（j） 、閉環(huán)頻率特 性 H（j）及誤差頻率特性 He（j） 。H（j） 、He（j）分別表示 i（t）與 0（t）及 i（j）與 e（j）之間的關(guān)系，即 H（j）=0（j）/i（j） （2.2.1） He（j）=e（j）/i（j） （2.2.2） 當(dāng)基帶信號(hào)的最低頻率 Lc時(shí)，在 i（t）的頻率范圍內(nèi)（即在基帶信號(hào)的頻率 范圍內(nèi)）有 H（j）100 （2.2.3） He（j）0 （2.2.4） 成立，此時(shí)環(huán)路可完全跟蹤 i（t） ，即 0（t）i（t）（2.2.5） e（t）0（2.2.6） u0（t）U0cosit+i(t) （2.2.7） 環(huán)路既跟蹤了輸入信號(hào)的載

11、波 i，又跟蹤了輸入信號(hào)的調(diào)制相位 i(t)，稱此環(huán)路工作 在調(diào)制跟蹤狀態(tài)或稱這種環(huán)路為調(diào)制跟蹤。 3 3 鎖相鑒頻在調(diào)制跟蹤環(huán)中的工作原理鎖相鑒頻在調(diào)制跟蹤環(huán)中的工作原理 鑒相器 （PD） 壓控振蕩器 （VCO） 環(huán)路濾波器 （LF） 0 ( )( ) FiFf tK vt ( ) i v t( ) d v t ( ) P vt )(tvo 解調(diào)信號(hào)的輸出解調(diào)信號(hào)的輸出 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 圖 4 鎖相鑒頻工作原理 環(huán)路工作在調(diào)制跟蹤狀態(tài)時(shí)，VCO 的輸出信號(hào) u0(t)的相位可以跟蹤環(huán)路輸入信 號(hào) ui(t)的相位.當(dāng) ui(t)為調(diào)制信號(hào)時(shí)，u0(t)也為調(diào)頻信號(hào)且其瞬時(shí)頻率基本相同， 因此 VCO 的控制電壓即為我們所需要的解調(diào)輸出信號(hào)。 結(jié)結(jié) 論論 1: 鎖相鑒頻電路 本電路可劃分為三個(gè)模塊：調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生：環(huán)路鎖相環(huán)：解調(diào)輸出信號(hào)： 2：各模塊時(shí)域波形： 1）：基帶信號(hào)： 2）：調(diào)頻信號(hào) 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 3）：乘法器輸出信號(hào) 4） ；低通濾波器輸出信號(hào) 5） ；線性放大信號(hào) 請(qǐng)瀏覽后下載，資料供參考，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 6）壓控振蕩器輸出信號(hào) 7）：解調(diào)信號(hào) 8):頻譜 請(qǐng)瀏覽后