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基于Simulink的取样锁相环非线性分析

基于Simulink的取样锁相环非线性分析
基于Simulink的取样锁相环非线性分析

锁相环电路设计

锁相环的原理 2007-01-23 00:24 1.锁相环的基本组成 许多电子设备要正常工作,通常需要外部的 输入信号与部的振荡信号同步,利用锁相环 路就可以实现这个目的。 锁相环路是一种反馈控制电路,简称锁相环(PLL)。锁相环的特点是:利用外部输入的参考信号控制环路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)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)三部分组成,锁相环组成的原理框图如图8-4-1所示。 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。 2.锁相环的工作原理 锁相环中的鉴相器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8-4-2所示。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: (8-4-1) (8-4-2) 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: 用低通滤波器LF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: (8-4-3) 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:

simulink模拟通信系统仿真及仿真流程

基于Simulink的通信系统建模与仿真 ——模拟通信系统姓名:XX 完成时间:XX年XX月XX日

一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明) AM调制 AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。AM调制原理框图如下 AM信号的时域和频域的表达式分别为 式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。 AM解调 AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。 AM信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。 AM相干解调原理框图如下。相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。 AM包络检波解调原理框图如下。AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。 DSB调制 在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。DSB调制原理框图如下 DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调 DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制 SSB调制分为滤波法和相移法。 滤波法SSB调制原理框图如下所示。图中的为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。

锁相环应用电路仿真

高频电子线路实训报告锁相环路仿真设计 专业 学生姓名 学号 2015 年 6 月24日

锁相环应用电路仿真 锁相环是一种自动相位控制系统,广泛应用于通信、雷达、导航以及各种测量仪器中。锁相环及其应用电路是“通信电子电路”课程教学中的重点容,但比较抽象,还涉及到新的概念和复杂的数学分析。因此无论是教师授课还是学生理解都比较困难。为此,我们将基于Multisim的锁相环应用仿真电路引入课堂教学和课后实验。实践证明,这些仿真电路可以帮助学生对相关容的理解,并为进行系统设计工作打下良好的基础。锁相环的应用电路很多,这里介绍锁相环调频、鉴频及锁相接收机的Multisim仿真电路。 1.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(I P)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 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及的目的就是为了便于调整压控振荡器的中心频率。 图1 锁相环的仿真模型 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。

图2 锁相环调频电路的原理框图 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。而随着输人调制信号的变化,振荡频率可以发生很大偏移。 图3 锁相环调频的仿真电路 根据图2建立的仿真电路如图3所示。图中,设置压控振荡器V1在控制电压为0时,输出频率为0;控制电压为5V时,输出频率为50kHz。这样,实际上就选定了压控振荡器的中心频率为25kHz,为此设定直流电压V3为2.5V。调制电压V4通过电阻Rs接到VCO的输人端,R实际上是作为调制信号源V4的阻,这样可以保证加到VCO输人端的电压是低通滤波器的输出电压和调制电压之和,从而满足了原理图的要求。本电路中,相加功能也可以通过一个加法器来完成,但电路要变得相对复杂一些。 VCO输出波形和输人调制电压的关系如图4所示。由图可见,输出信号频率随着输人信号的变化而变化,从而实现了调频功能。

实验三:模拟锁相环与载波同步

实验三:模拟锁相环与载波同步 一、实验目的 1.模拟锁相环工作原理以及环路锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。 2.掌握用平方法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。 3.了解相干载波相位模糊现象产生的原因。 二、实验内容 1. 观察模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。 2. 观察环路的捕捉带和同步带。 3. 用平方环法从2DPSK信号中提取载波同步信号,观察相位模糊现象。 三、实验步骤 本实验使用数字信源单元、数字调制单元和载波同步单元。 1.熟悉载波同步单元的工作原理。接好电源线,打开实验箱电源开关。 2.检查要用到的数字信源单元和数字调制单元是否工作正常(用示波器观察信源NRZ-OUT(AK)和调制2DPSK信号有无,两者逻辑关系正确与否)。 3. 用示波器观察载波同步模块锁相环的锁定状态、失锁状态,测量环路的同步带、捕捉带。 环路锁定时u d 为直流、环路输入信号频率等于反馈信号频率(此锁相环中 即等于VCO信号频率)。环路失锁时u d 为差拍电压,环路输入信号频率与反馈信号频率不相等。本环路输入信号频率等于2DPSK载频的两倍,即等于调制单元CAR信号频率的两倍。环路锁定时VCO信号频率等于CAR-OUT信号频率的两倍。所以环路锁定时调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT频率完全相等。 根据上述特点可判断环路的工作状态,具体实验步骤如下: (1)观察锁定状态与失锁状态 打开电源后用示波器观察u d ,若u d 为直流,则调节载波同步模块上的可变电 容C 34,u d 随C 34 减小而减小,随C 34 增大而增大(为什么?请思考),这说明环路 处于锁定状态。用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT,可以看到两个信号频率相等。若有频率计则可分别测量CAR和CAR-OUT频率。在 锁定状态下,向某一方向变化C 34,可使u d 由直流变为交流,CAR和CAR-OUT频 率不再相等,环路由锁定状态变为失锁。

MATLAB编程与SIMULINK仿真简介

348 数字信号处理 MATLAB编程与SIMULINK仿真简介 A.1 MATLAB编程基础 MATLAB6.5提供了丰富的编程语句结构和实用函数,MATLAB产品组是支持你从概念设计、算法开发、建模仿真到实时实现的理想的集成环境。无论是进行科学研究还是产品开发,MATLAB产品族都是必不可少的工具。这里介绍一些常用的编程技巧和方法,以便同学们能尽快地启动起来,更好地应用MATLAB。 1. MATLAB文件的编写与调试环境 M文件的编写与调试在MATLAB Editor/Debugger下进行(图B1-1),这个集成环境可以方便地进行新建、修改、存储,选择Debug菜单中的Run命令就可以运行程序,运行结果显示在MATLAB Command Window 中。程序的调试应用Debug菜单就可以进行调试,其他高级语言中的Set/Clear Breakpoint、Single Step、Stop if error等选项都有,可以方便的调试程序。 图B1-1 M文件的编写与调试窗口 在MATLAB Editror/Debugger下按照MATLAB编程的规则键入相关的语句并存盘,就可以得到一个后缀为.m的文本文件。

2. MATLAB脚本文件和函数文件 在MATLAB中,无论是问题的提出还是结果的表达都采用你习惯的数学描述方法,而不需要用传统的编程语言进行处理。应用MATLAB编写出来的程序可以是M脚本文件(Script 。file),也可以是M函数文件(Function file),这些文件都由纯ASCII字符构成,其后缀m MATLAB下 M脚本文件是一串按用户意图排列而成的(包括控制流向指令在内)MATLAB 指令集合,可以直接执行,用户只需在Command Window中MATLAB提示符>>后键入文件名即可执行。脚本文件运行后所产生的所有变量都驻留在MATLAB的基本工作空间(Base workspace)中,只要用户不加以清除且MATLAB指令窗不关闭,则这些变量将一直保存在基本工作空间。与脚本文件不同,函数文件犹如一个“黑箱”,从外界只看到传给它的输入量和送出来的计算结果,内部运作是看不见的,并且函数文件的第一行总是以“function”引导的“函数申明行”。M函数文件必须由其它的语句来调用,在一般情况下用户不能单独键入其文件名来运行一个M函数。 MATLAB下的大多数的应用程序由M函数文件形式给出,例如求取系统特征方程的根的root ()函数和绘制零极点图的pzmap ()函数等。除了M函数文件之外,MATLAB还提供了大量的底层函数(内部),这类文件是不可读的,与M函数一起统称为函数。 3. M文件的一般结构 从结构上看脚本文件只是比函数文件少一个“函数申明行”,所以脚本文件和函数文件除第一行不同外,其余的结构都是一样的。 典型M函数文件的基本结构可由以下几部分构成: (1)函数申明行(Function declaration line),位于函数文件的首行,以MATLAB 关键字function 开头,函数名以及函数的输入输出宗量都在这一行中定义; (2)H1行(The first help text line):紧随函数申明行之后以%开头的第一行注释行。H1行包括大写体的函数名和运用关键词简要描述的函数功能,该行供lookfor关键词查询和help在线帮助查询使用; (3)在线帮助文本(Help text)区:H1行及其之后的连续以%开头的第一行的所有注释行构成在线帮助文本; (4)编写和修改记录:标志编写及修改该M文件的作者、日期,便于档案管理; (5)函数体(Function body):该部分由实现M函数功能的MATLAB指令组成。它接收输入宗量,进行程序流程控制,得到输出宗量。从运算角度看“函数申明行”和“函数体”两部分是构成M函数文件所必不可少的。 函数文件(Function file)由function()语句引导,其基本格式为: function 返回变量名=函数名(输入变量列表) 注释说明语句段 函数体语句 在编制程序的过程中输入和返回的变量分别由nargin和nargout两个MATLAB的保留参数给出,返回变量要多于1个,应该用方括号括起来,输入变量用逗号隔开。注释语句

Simulink系统仿真课程设计

《信息系统仿真课程设计》 课程设计报告 题目信息系统课程设计仿真 院(系): 信息科学与技术工程学院 专业班级:通信工程1003 学生姓名: 学号: 指导教师:吴莉朱忠敏 2012年1 月14 日至2012年1 月25 日 华朴中科技大学武昌分校制 信息系统仿真课程设计任务书

20 年月日 目录 摘要 (5)

一、Simulink 仿真设计 (6) 1.1 低通抽样定理 (6) 1.2 抽样量化编码 (9) 二、MATLA仿真设计 (12) 2.1 、自编程序实现动态卷积 (12) 2.1.1 编程分析 (12) 2.1.2 自编matlab 程序: (13) 2.1.3 仿真图形 (13) 2.1.4 仿真结果分析 (15) 2.2 用双线性变换法设计IIR 数字滤波器 (15) 2.2.1 双线性变换法的基本知识 (15) 2.2.2 采用双线性变换法设计一个巴特沃斯数字低通滤波器 (16) 2.2.3 自编matlab 程序 (16) 2.2.4 仿真波形 (17) 2.2.5 仿真结果分析 (17) 三、总结 (19) 四、参考文献 (19) 五、课程设计成绩 (20) 摘要 Matlab 是一种广泛应用于工程设计及数值分析领域的高级仿真平台。它功能

强大、简单易学、编程效率高,目前已发展成为由MATLAB 语言、MATLAB 工作环境、MATLAB 图形处理系统、MATLAB 数学函数库和MATLAB 应用程序接口五大部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为一体的功能强大的系统。本次课程设计主要包括MATLAB 和SIMULINKL 两个部分。首先利用SIMULINKL 实现了连续信号的采样及重构,通过改变抽样频率来实现过采样、等采样、欠采样三种情况来验证低通抽样定理,绘出原始信号、采样信号、重构信号的时域波形图。然后利用SIMULINKL 实现抽样量化编码,首先用一连续信号通过一个抽样量化编码器按照A 律13折线进量化行,观察其产生的量化误差,其次利用折线近似的PCM 编码器对一连续信号进行编码。最后利用MATLAB 进行仿真设计,通过编程,在编程环境中对程序进行调试,实现动态卷积以及双线性变换法设计IIR 数字滤波器。 本次课程设计加深理解和巩固通信原理、数字信号处理课上所学的有关基本概念、基本理论和基本方法,并锻炼分析问题和解决问题的能力。

基于Matlab的数字锁相环的仿真设计金佳琪

基于Matlab的数字锁相环的仿真设计 1115101021 金佳琪 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。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能达到的各项功能要求。 关键词:锁相环,MATLAB,锁定,Simulink,频率合成 全数字锁相环 随着最近几年数字电路技术的发展,锁相环路在数字领域获得了越来越多的使用。与模拟锁相环相比,全数字锁相环不含无源器件、面积小、具有较强的抗噪声能力,锁定时间短,可以很方便地在各个工艺之间转换,重用性高,设计周期短。 方案介绍 全数字锁相环包括数字鉴相鉴频器(PDF)、数字滤波器(LPF)、数字振荡器(NCO)三部分,如下图12所示: 图1 全数字锁相环的仿真框图 由图12和图11的比较可以看出,全数字锁相环实际上是通过将模拟锁相环路替换成数字电路得到的。这意味着鉴相鉴频器(PDF)、环路低通滤波器(LPF)需要转换到离散系统。环路低通滤波器(LPF)可以通过一个希望的传输函数的拉普拉斯变换的z变换而得到。压控振荡器需要转换成数控振荡器(Numerically Controlled Oscilaator)。下面详细讨论鉴相鉴频器(PDF)、环路低通滤波器(LPF)以及数控振荡器(Numerically Controlled Oscilaator)模型的建立。 模型的建立 正和上述基于频率合成的模拟锁相环的仿真模型的建立相似,全数字锁相环仿真模型的建立也基于相同的算法: 锁相环闭环系统状态的变化依赖于PFD输出的相位误差。相位误差输出一次,锁相环状态改变一次;PFD不输出相位误差,锁相环里的所有信号均不改变状态。根据上

基于Matlab的数字锁相环的仿真设计

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。 1.1选题背景与意义 Matlab是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。1980年,时任美国新墨西哥大学计算机系主任的Cleve Moler教授在给学生讲授线性代数课程时,为使学生从繁重的数值计算中解放出来,用FORTRAN语言为学生编写了方便使用Linpack和Eispack的接口程序并命名为MATLAB,这便是MATLAB的雏形。经过几年的校际流

实验三 模拟锁相环与载波同步

实验三 模拟锁相环与载波同步 一、实验目的 1.掌握模拟锁相环的工作原理,以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。 2.掌握用平方环法从 2DPSK 信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。 3.了解2DPSK 相干载波相位模糊现象产生的原因。 二、实验原理 通信系统常用平方环或同相正交环(科斯塔斯环)从 2DPSK 信号中提取相干载波。本实验使用平方环提取想干载波,其载波同步原理方框图如图 l 所示。 图1 载波同步方框图 锁相环由鉴相器(PD )、环路滤波器(LF )、及压控振荡器(VCO )组成,如图2所示。 图2 锁相环方框图 模拟锁相环中,PD 是一个模拟乘法器,LF 是一个有源或无源低通滤波器。锁相环路是一个相位负反馈系统,PD 检测 u i (t)与 u o (t)之间的相位误差并进行运算形成误差电压 u d (t),LF 来滤除乘法器输出的高频分量(包括和频及其他的高频噪声)形成控制电压 u c (t),在 u o (t)的作用下、u o (t)的相位向u i (t)的相位靠近。设u i (t)=U i sin [ωi t+θi (t)],u o (t)=U o sin [ωo t+θo (t)],则 ud(t) =Udsin θe (t),θe (t) =θi (t)- θo (t),故模拟锁相环的 PD 是一个正弦PD 。设u c (t)=u d (t)F (P),F (P )为LF 的传输算子,VCO 的压控灵敏度为K ,则环路的数学模型如图 3 所示。 图3 模拟环数学模型 当6)(π θ≤t e 时,U d sin =)(t c θU d e θ,令d d U K =为PD 的线性化鉴相灵敏度、单位为V/rad ,则环路线性化数学模型如图4所示。

基于matlab的二阶锁相环仿真设计

1 绪论 1.1 课题背景及研究意义 在现代集成电路中,锁相环(Phase Locked Loop)是一种广泛应用于模拟、数字及数模混合电路系统中的非常重要的电路模块。该模块用于在通信的接收机中,其作用是对接收到的信号进行处理,并从其中提取某个时钟的相位信息。或者说,对于接收到的信号,仿制一个时钟信号,使得这两个信号从某种角度来看是同步的(或者说,相干的)。其作用是使得电路上的时钟和某一外部时钟的相位同步,用于完成两个信号相位同步的自动控制,即锁相。它是一个闭环的自动控制系统,它将自动频率控制和自动相位控制技术融合,它使我们的世界的一部分有序化,它的输出信号能够自动跟踪输入信号的相位变化,也可以将之称为一个相位差自动跟踪系统,它能够自动跟踪两个信号的相位差,并且靠反馈控制来达到自动调节输出信号相位的目的。其理论原理早在上世纪30年代无线电技术发展的初期就已出现,至今已逐步渗透到各个领域。伴随着空间技术的出现,锁相技术大力发展起来,其应用范围已大大拓宽,覆盖了从通信、雷达、计算机到家用电器等各领域。锁相环在通信和数字系统中可以作为时钟恢复电路应用;在电视和无线通信系统中可以用作频率合成器来选择不同的频道;此外,PLL还可应用于频率调制信号的解调。总之,PLL已经成为许多电子系统的核心部分。 锁相环路种类繁多,大致可分类如下]1[。 1.按输入信号特点分类 [1]恒定输入环路:用于稳频、频率合成等系统。 [2]随动输入环路:用于跟踪解调系统。 2.按环路构成特点分类 [1]模拟锁相环路:环路部件全部采用模拟电路,其中鉴相器为模拟乘法器,该类型的锁相环也被称作线性锁相环。 [2]混合锁相环路:即由模拟和数字电路构成,鉴相器由数字电路构成,如异或门、JK触发器等,而其他模块由模拟电路构成。 [3]全数字锁相环路:即由纯数字电路构成,该类型的锁相环的模块完全由数字电路构成而且不包括任何无源器件,如电阻和电容。 [4]集成锁相环路:环路全部构成部件做在一片集成电路中。

第12章--MATLAB-Simulink系统仿真-习题答案

, 第12章 MATLAB Simulink系统仿真 习题12 一、选择题 1.启动Simulink后,屏幕上出现的窗口是()。A A.Simulink起始页 B.Simulink Library Browser窗口 C.Simulink Block Browser窗口 D.Simulink模型编辑窗口 2.模块的操作是在()窗口中进行的。D A.Library Browser B.Model Browser ( C.Block Editer D.模型编辑 3.Integrator模块包含在()模块库中。B A.Sources B.Continuous C.Sinks D.Math Operations 4.要在模型编辑窗口中复制模块,不正确的方法是()。B A.单击要复制的模块,按住鼠标左键并同时按下Ctrl键,移动鼠标到适当位置放开鼠标 B.单击要复制的模块,按住鼠标左键并同时按下Shift键,移动鼠标到适当位置放开鼠标 C.在模型编辑窗口选择Edit→Copy命令和Edit→Paste命令 D.右键单击要复制的模块,从快捷菜单中选择Copy命令和Paste命令 | 5.已知仿真模型如图12-41(a)所示,示波器的输出结果如图12-41(b)所示。 (a)仿真模型

(b )示波器输出结果 图12-41 习题仿真模型及仿真结果 则XY Graph 图形记录仪的输出结果是( )。C A .正弦曲线 B .余弦曲线 C .单位圆 D .椭圆 】 二、填空题 1.Simulink (能/不能)脱离MATLAB 环境运行。 2.建立Simulink 仿真模型是在 窗口进行的。模型编辑窗口 3.Simulink 仿真模型通常包括 、系统模块和 三种元素。 信号源(Source ),信宿(Sink ) 4.由控制信号控制执行的子系统称为 ,它分为 、 和 。 条件执行子系统,使能子系统,触发子系统,使能加触发子系统。 5.为子系统定制参数设置对话框和图标,使子系统本身有一个独立的操作界面,这种操作称为子系统的 。封装(Masking ) % 三、应用题 1.利用Simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转换:9325f c T T = +。 2.利用Simulink 仿真)5cos 2513cos 91(cos 8)(2t ωt ωt ωπ A t x ++= ,取A=1,ω=2π。 3.设系统微分方程为 '(1)2y x y y =+??=? 试建立系统模型并仿真。 4.设计一个实现下面函数模块的子系统并对子系统进行封装。 Output = (Input1+ I nput2)×Input3-Input4

简述锁相环

南京机电职业技术学院 毕业设计(论文) 题目 40MHz简易锁相环的设计 系部电子工程系专业电子信息技术工程 姓名王鑫学号 G1210145 指导教师吕彬森 2015 年 04 月09日

摘要 在无线收发信机电路中,除了发射机和接收机外,还有一个非常重要的部分就是本地振荡电路。为了保证本地振荡模块输出信号的频率稳定性和较低的相位噪声,通常本振采用锁相环技术来实现,特别在无线通信领域。 本文阐述了锁相环的基本结构和工作原理,从锁相环稳定性的角度出发,给出了无线通信电路中使用40MHz 锁相环的电路设计,并且将方案中锁相环电路进行了仿真,最终满足40MHz 锁相环的设计要求。 关键词:锁相环;鉴相器;压控振荡器

Abstract(外语专业的需要) 【英文摘要正文输入】 In the wireless transceiver circuit, in addition to the transmitter and the receiver, there is a very important part of the local oscillator circuit is. In order to ensure the stability of the local oscillator module, output signal frequency and low phase noise, the vibration by using phase locked loop technique, especially in the field of wireless communications. This paper introduces the basic structure and working principle of the phase-locked loop PLL, starting from the stability of the 40MHz PLL circuit design is given of the use of wireless communication circuit, and the scheme of PLL circuit simulation, and ultimately meet the design requirements of 40MHz phase locked loop. Keywords: Attenuation network; Attenuation quantity; Amplifier; broadband

锁相环PLL的组成和工作原理

锁相环的组成和工作原理#1 1.锁相环的基本组成 许多电子设备要正常工作,通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步,利用锁相环路就可以实现这个目的。 锁相环路是一种反馈控制电路,简称锁相环(PLL)。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)、环路滤波器(LF)和压控振荡 器(VCO)三部分组成,锁相环组成的原理框图如图8-4-1 所示。 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。 2.锁相环的工作原理 锁相环中的鉴相器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8-4-2所示。 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: (8-4-1) (8-4-2) 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uD为: 用低通滤波器LF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uC(t)。即uC(t)为: (8-4-3) 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(8-4-4) 则,瞬时相位差θd为 (8-4-5)

锁相环仿真(基于MATLAB)

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。当上式不等于零时,说明锁相环的相位还未锁定,输入信号和输出信号的频率不等,u c(t)随时间而变。 1.2.3 压控振荡器 压控振荡器(VCO)的压控特性如图示 该特性说明压控振荡器的振荡频率ωu以ω0为中心,随输入信号电压u c(t)线 性地变化,变化的关系如下:

Simulink系统仿真

班级:通信工程 姓名:曾浩 学号:201007302123 实验四 Simulink系统仿真 一、实验目的 1、熟悉SIMULINK工作环境及特点 2、掌握SIMULINK 的建模与仿真方法 4、掌握Simulink模型的建立及系统仿真方法。 二实验基本知识 1.了解SIMULINK模块库中各子模块基本功能

2. SIMULINK 的建模与仿真方法 (1)打开模块库,找出相应的模块。鼠标左键点击相应模块,拖拽到模型窗口中即可。 (2)创建子系统:当模型大而复杂时,可创建子系统。 (3)设置仿真控制参数。 三、实验内容 (1)系统的仿真与分析 1.创建一个正弦信号的仿真模型 在MATLAB 的命令窗口运行simulink 命令单击工具栏上的图标或选择菜 单“File”——“New”——“Model”,新建一个名为 “untitled”的空白模型窗口。 添加模块 仿真

2.建立二阶系统的仿真模型。 方法一: 输入信号源使用阶跃信号,系统使用开环传递函数s s 6.012 ,接受模块使用示波器来 构成模型。 (1) 在“Sources ”模块库选择“Step ”模块,在“Continuous ”模块库选择“Transfer Fcn ”模 块,在“Math Operations ”模块库选择“Sum ”模块,在“Sinks ”模块库选择“Scope ”。 (2) 连接各模块,从信号线引出分支点,构成闭环系统。 仿真并分析 单击工具栏的“Start simulation ”按钮,开始仿真,在示波器上就显示出阶跃响应。 在 Simulink 模型窗口,选择菜单“Simulation ”——“Simulation parameters …”命令,在 “Solver ”页将“Stop time ”设置为15,然后单击“Start simulation ”按钮,示波器显示的就到15 秒结束。

基于MATLAB的数字锁相环的仿真设计讲解

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;simulink Simulative design of digital phase-locked loop based on Matlab Abstract: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, simulink

基于锁相环的时间同步机制与算法

ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@https://www.doczj.com/doc/b87815037.html, Journal of Software, Vol.18, No.2, February 2007, pp.372?380 https://www.doczj.com/doc/b87815037.html, DOI: 10.1360/jos180372 Tel/Fax: +86-10-62562563 ? 2007 by Journal of Software. All rights reserved. 基于锁相环的时间同步机制与算法 ? 任丰原 +, 董思颖 , 何滔 , 林闯 (清华大学计算机科学与技术系 , 北京 100084 A Time Synchronization Mechanism and Algorithm Based on Phase Lock Loop REN Feng-Yuan+, DONG Si-Ying, HE Tao, LIN Chuang (Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China + Corresponding author: Phn: +86-10-62772487, Fax: +86-10-62771138, E-mail: renfy@https://www.doczj.com/doc/b87815037.html, Ren FY, Dong SY, He T, Lin C. A time synchronization mechanism and algorithm based on phase lock loop. Journal of Software, 2007,18(2:372?380. https://www.doczj.com/doc/b87815037.html,/1000- 9825/18/372.htm Abstract : In this paper, the analysis model of computer clock is discussed, and the characteristic of the existing

锁相环设计与MATLAB仿真

本科毕业设计论文 题目锁相环设计与MATLAB仿真 _______________________________________ 专业名称电子科学与技术 学生姓名何鹏 指导教师李立欣 毕业时间2010年6月

毕业 任务书 一、题目 《锁相环设计与MATLAB 仿真》 二、指导思想和目的要求 在了解锁相环的基本工作原理的基础上,熟悉其构成及数学模型,在对锁相环有了充分的要了解后,运用MATLAB 仿真软件对其进行仿真。通过仿真看锁相环是否工作正常,参数指标是否合格来判断是否达到了仿真要求。 三、主要技术指标 1.锁相环的基本原理 2.锁相环工作期间是否经历了失锁、跟踪、捕获、锁定等四个状态。 3.锁定后平率相位是否平稳。 四、进度和要求 第3~5 周:查阅和整理资料文献,确定研究模型和研究方向; 第6~8 周:分析模型,找出其中的缺陷; 第9~11 周: 提出更容易实现的结构,对该结构具体分析; 第11~13 周:整理资料进行论文撰写、装订并翻译英文文献; 第14~15 周: 论文评阅,答辩准备,答辩 五、主要参考书及参考资料 Floyd M .Gardner,锁相环技术(第三版)姚剑清 译,人民邮电出版社,2007 Roland E.Best,锁相环设计、仿真与应用(第五版),李永明 等译,清华学出版社,2007.4 学生 ___________ 指导教师 ___________ 系主任 ___________ 设计 论文

目录 中文摘要 (3) 英文摘要 (4) 前言 (6) 第一章绪论 (7) 1.1 锁相环的发展及国内外研究现状 (7) 1.2 本文的主要内容组织 (9) 第二章锁相环的基本理论 (10) 2.1锁相环的工作原理 (11) 2.1.1鉴相器 (11) 2.1.2 低通滤波器 (13) 2.1.3 压控振荡器 (15) 2.2锁相环的工作状态 (15) 2.3锁相环的非线性工作性能分析 (17) 2.3.1跟踪性能 (18) 2.3.2捕获性能 (18) 2.3.3失锁状态 (19) 2.4锁相环的稳定性 (20) 2.5信号流程图 (21) 2.6锁相环的优良特性 (21) 2.7锁相环的应用 (22) 2.7.1锁相环在调制和解调中的应用 (22) 2.7.2锁相环在频率合成器中的应用 (23) 2.8本章小结 (23) 第三章锁相环的噪声分析 (24)

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