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《數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2012年6月第32卷第3期宇航計測技術(shù)JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementJun．，2012V01．32，No．3文章編號：1000—7202(2012)03—0021—04中圖分類號：TN911．72數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計王鵬宇1呂善偉2(1．中國電子科技集團公司第二十七研究所，鄭州450047；2．北京航空航天大學(xué)205教研室，北京100191)文獻標(biāo)識碼：A摘要在高動態(tài)相干解調(diào)系統(tǒng)中，三階三型環(huán)路結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用。然而高階環(huán)路各參數(shù)對環(huán)路動態(tài)性與穩(wěn)定性的影響復(fù)雜，不利于工程設(shè)計。本文在現(xiàn)有理
2、論基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了三階三型環(huán)路的數(shù)字實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，并給出了環(huán)路參數(shù)簡便的工程設(shè)計方法。關(guān)鍵詞鎖相環(huán)高階鎖相環(huán)DPLLTheDesignofDigitalPhase·LockedLoopWANGPeng．yulLVShah．wei2(BeiHangUniversitystaffroom205，Beijing100091)AbstractBasedontheexistingtheories，thepaperdeeplyanalyzedthehigh—orderphase-lockedloopcontrolprogressanditsdigitizatio
3、n，andpresentsasimplewaytodesignthehigh—orderdigitalphase-lockedloop．KeywordsPhase-lockedloopThreeorderPLLDPLLTransferfunction1引言鎖相環(huán)是抑制載波通信系統(tǒng)中提取相干載波的核心部分，同時也是直序擴頻中載波同步與碼同步的關(guān)鍵技術(shù)，因此數(shù)字鎖相環(huán)穩(wěn)定性分析、參數(shù)選擇與數(shù)字化實現(xiàn)便成為實現(xiàn)載波數(shù)字通信系統(tǒng)一個重要環(huán)節(jié)。已有很多文獻對于鎖相環(huán)的數(shù)字化進行了討論¨。J，但這些文獻對環(huán)路參數(shù)選擇的推導(dǎo)過于繁雜，并且多數(shù)僅限于二階環(huán)路。
4、本文從自動控制的角度出發(fā)，仔細分析了環(huán)路的控制過程及其數(shù)字化，對高階數(shù)字鎖相環(huán)，推導(dǎo)出簡單實用的數(shù)字化環(huán)路實現(xiàn)方法，給出了簡單的參數(shù)選擇公式。2三階模擬鎖相環(huán)圖1給出了一個典型的三階三型鎖相環(huán)原理圖，0i(s)為輸人相位，0。(s)為環(huán)路VCO輸出相位，系統(tǒng)相位傳遞函數(shù)為啪，=壽赫(1)根據(jù)閉環(huán)主導(dǎo)極點理論∞]，一個三階傳遞函數(shù)具有如下形式蹦小雨酉孑％i麗(2)系統(tǒng)三個極點，為s。=一b，s：．3=一扣?！纉w。,／1一廣宇航計測技術(shù)=一or：l：jw。，塒。為系統(tǒng)自然角頻率。由于一般二階環(huán)路阻尼f=0．707，故此處考慮f<1情況。當(dāng)b>5(
5、w。>0時，此三階系統(tǒng)的動態(tài)性能可以由極點s，．，確定的二階系統(tǒng)近似。圖1典型的三階三型鎖相環(huán)原理圖由式(1)和式(2)可得蹦加百麗毪百麗(2(w。+b)s2+('tO：+2(w。6)s+w20b—s3+(2f似。+6)s2+(卯：+2(w。b)s+w：6(3)所以三階三型鎖相環(huán)參數(shù)為Jj}l=2(w。+bk2=／／)：+2扣。b(4)k，=伽：6令b=南扣。且矗>5(5)得k【=(k+2)扣。k2=(1+2k(2)W：k，=k(w：(6)而式(3)可以寫成／-／,。㈤=墜警桀箋警(7)根據(jù)控制系統(tǒng)中的謝緒凱穩(wěn)定判據(jù)川，對于式(1)的特征方程s
6、3+kls2+k2s+k3=0(8)其根全部具有負實部的充分條件為0．465klk2>k3(9)將式(6)代入式(9)得卜轟(麗素面一·)(10)而式(7)全部根具有負實部的必要條件為kl七2>k3(11)將式(6)代入式(11)得卜去【志一t](12)因為已經(jīng)假設(shè)后>。，所以蕊{酉<1，所以式(12)恒成立。因此，式(10)可以看做是k>0時系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。根據(jù)式(10)確定不同k值下f的取值下限，如圖2所示?？梢钥闯鲇弓h(huán)路穩(wěn)定，則須滿足鹺卜姆罄噬翻05lOt520253035船4550555065707580859095l∞k的取值圖
7、2隨七值不同f的取值下限鎖相環(huán)設(shè)計中，噪聲帶寬是很重要的，三階三型鎖相環(huán)噪聲帶寬為‘8]B￡2(14)顯然式(14)過于復(fù)雜，可以用簡單的二次曲面來擬合，如k=6時，可以用下式來近似BL一(2．037(+0．1036)加。(15)5432129876543211987654321)幡蚴蚴耋
8、蚴眥Ⅲ呲㈣嘶吣㈨㈣耋
9、叭¨㈣吣啷懈懈似吣耋}呲。唾『磅嗉■第3期數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計·23·3鎖相環(huán)數(shù)字化數(shù)字鎖相環(huán)可以由一個模擬鎖相環(huán)通過同步采樣來獲得?，三階三型鎖相環(huán)數(shù)字化實現(xiàn)可以由圖3來表示。4。其中，t為環(huán)路更新間隔，水表示采樣拉氏變換。開關(guān)一般用零階
10、保持器來替代，它的傳遞函數(shù)為Gh(。)：L立(16)S圖3同步采樣后的三階三型模擬鎖相環(huán)與圖1所示環(huán)路參數(shù)對比有k’1=k1=(k+2)扣。k'1k’
