专题技术研究
一种用 M A T LA B仿真锁相环的方法
信息工程大学信息技术学院
摘要此文研究论述了利用
,、
张永泰
刘
,
侃
刘洛砚
,
M A T LA B
仿真工具仿真锁相环的方法建立了软件锁相环的仿真模型提出较为有效和
。
方便的实现方式给出了仿真结果和不同抽取下的锁相环性能仿真
关键词
MAT I
人B
软件锁相环
多语勒频偏
多速率
1
引言
同步是通信系统中的重要环节
,
H ( s少=
下
目前使用的通
。
口 L
8 (: )气一份=一 s
,
下 -二一下,一一二 -;
8 (, )
,
- -:
K
二
s
‘
(l
+
‘
打 )
,
)
口2气s
)
+
s口气 )
。
信系统通常采用锁相环技术完成同步功能
,
传统意
用双线性变换法[将模拟锁相环转变到] z
—一
r z+
脸
2+
一 K
MAT
-
义上的模拟锁相环是锁相技术基于模拟电路的实现形式数字锁相环是锁相技术基于数字逻辑电路的实现形式在 M AT L A
,
A L
B
中可进行仿真的软件锁相环其变换的复频域
:
,
表达式为
2
。=
仿真中实现的锁相环既不同于模拟锁相环也不同于数字锁相环它是锁相技术
,
,
B
子万二下石万从
,
(l
一
Z
一
l
)二
_
2/ T
+
S
乙=
万下几
。
基于矩阵算法思想上的实现形式由于这一类型锁相环的功能主要通过软件实现因此又称为软件锁相环
。
,
,
公式中的参数 T是联系数字系统与模拟系统的采样时间间隔 1/ T表示采样频率
根据双线性变换关系其数字复频域表达式如
下
:
,
软件锁相环采用的基本算法思想与模拟锁相
,
环和数字锁相环相比并没有太大变化然而其实现方式却完全不同主要是如何建立软件锁相环的 Z
,
环路滤波器
二
:
域模型它是同步算法仿真多谱勒频移提取及分析
,
、
、 ( z )竺三业{
打
1
1
二
「
!
s
2
(z
一
z z
一
1
)
二
软件锁相环诸多性能指标的基础
环
2
M A T LA B
。
r (z+
一
1)
—L l
丁
r Z+
T下
‘
+
:于一一万」气J )乙一 i
T
、
,
.
、
笔者近期仿真了
,
数控振荡器
化厂 (Z )
。二
:
一种近地轨道测控卫星通信系统现介绍其中锁相仿真实现方法的思路
、
l/ S
二
。
r (z
+
l )/ 2
(Z
一
l)
4 ( )
软件锁相环的基本模型
,
由此可以得到二阶二型软件锁相环相位模型
。
、
Z
域的线性
,
在实际应用中的二阶线性系统常采用
。。
,、、
、
鉴相器环路滤波器和压控振荡器是锁相环的三个基本部件[‘〕软件锁相环同样包含这三个基本部件
。
阻尼因子夸无阻尼振荡频率。来描述在二阶二:型锁相环中: 1 T Z K与夸。之间的对应关系如下
。
通常建立软件锁相环的模型有两种方法可供
,
选择一是依据锁相环的基本原理直接在
,
:
Z
:
=
域建立
模型继而推导能够表征系统性能的其它公式并以此作为软件锁相环的设计依据;二是在模拟锁相环的基础上利用数字模拟系统彼此之间的联系间接得到软件锁相环的模型由于模拟锁相环发展时
。
应用上述关系式进行等效变换可以得到软件锁相环的线性相位
。1 ( Z
氰俘及一 2匀一
:
:
。。
几
二、
尽勺
:,
,,
5 ( )
Z
域模型如图
Ue ( Z
1
所示
。
,
、
,
)
~
。e ( Z
川一丢了了万下刀
)厂丁
]舀刃i
q,
(s )
’一
间长技术成熟因此本仿真采用了后一种方法 (l模拟锁相环的表示 )
,
、
,
。
下
、
根据锁相环的基本组成建立模拟锁相环的简 1单模型见文献【〕
,
图1
二阶二型软件锁相环锁相环的线性等效相位
,、、
。
(2软件锁相环的 )
Z
域模型
在式 (l中参数:;: 2 K与实现电路功能的电 )阻电容压控振荡器密切相关;而实现软件锁相功
、
一
、
~
,
}
Z
域模型
从模拟锁相环的
的
,
S
域模型出发得到软件锁相环
,
能的却是乘法器加法器与寄存器这一类参数也就失去了存在的意义
Z
域模型
。
以二阶二型锁相环为例给出推导过
。
1程其 S域线性相位模型见文献「〕它是模拟锁相
锁相环线性相位
收稿日期: 2 ( ) X
Z
因此采用上述模型表征软件域模型显得更有实际意义
。
。
,
环的线性等效相位模型
(3软件锁相环的实现 )
3
其闭环传递函数为
:
年 n月 2 6
日
2《 X又
年无残电二祖第 34东第 7翔
47
