数字锁相环matlab代码.doc

奈奎斯特型全数字锁相环(NR-DPLL)注:本文截取于通信原理课程综合设计,载波提取部分中的锁相环解调部分中的基础锁相环。MATLAB编程仿真实现,想要simulink实现的同学要失望啦。代码在本文末,抱歉未加注释。理解本文需要的知识:信号与系统,数字信号处理,同步技术。。本文采用奈奎斯特型全数字锁相环(NR-DPLL)对接收信号进行载波同步提取,并用于相干解调。-DPLL结构介绍数字锁相环的基本组成如下图2-6数字锁相环的组成NR-DPLL是基于奈奎斯特采样鉴相器、数字环路滤波器、数字控制振荡器的一种数字锁相环。下面分别对各部分作简要介绍。-7所示。图2-7奈奎斯特采样鉴相器的组成框图为了表述方便,设数字控制振荡器(NCO)输出的本振数字信号为(-1)输入信号(-2)其中输入信号经A/D采样后,第个采样时刻采样量化后的数字信号为(-3)对输入信号进行A/D变换的采样速率由带通信号奈奎斯特采样定理确定,但为防止信号频谱混叠并保证信号相位信息的有效抽取,采样速率一般选取前置带通滤波器的两倍带宽以上。令,即和相乘后,经低通滤波得到的数字误差信号(-4)式中(-5),都是为了抑制高频分量及噪声,且滤波器的参数直接影响环路的性能。在实际应用中一阶数字环路滤波器的实现形式如图2-8所示。图2-8一阶数字环路滤波器的实现形式其Z域传递函数:(-6)按照图2-8中所实现的数字滤波器,其频率特性与理想积分滤波器的频率特性一致;两种滤波器参数之间也有着一定的对应关系。对理想积分滤波器的传递函数式采用双线性变换,即令,得到(-7)式中,为采样周期,(-8)(-9)式(-8)和式(-9)表明了两种滤波器参数之间的对应关系,也可以说明图2-8所示的一阶数字滤波器就是模拟理想积分滤波器的数字化表示形式。二阶数字滤波器可由两个一阶数字滤波器串联得到。(NCO)NCO采用直接数字相位综合技术(DDS),该技术主要是由时钟驱动读取三角函数表,功能框图如图2-8所示。图2-9基于DDS的NCO结构Ok,截取结束。接下来是编程中必须的参数计算以及思路分析。首先是参数选择,时域响应最好取ξ=,根据经验,令NCO相位控制增益,鉴相灵敏度,则,环路增益,再由理想二阶环路中,于是,,以上两个参数同时缩小相同的倍数,捕获带也缩小相同的倍数。而扩大时,最大到两倍,大于两倍时捕获带不再变化,只是捕获时间短一些。环路的3Db带宽接下来是编程思想,离散信号过系统实际是系统冲击响应与信号卷积,所谓卷积就是错位相加,于是引申出一种叫做重叠保留法的计算方法,即信号可分段计算。鉴相器输入的两个信号每次分别都仅是一个点,相乘后进入滤波器,此处就得用到这个所谓的重叠保留法。输入一个点输出一个点,其他点保留与下次错位相加,再输出一个点。鉴相器输出的信号过环路滤波器,通过Z域传递函数计算。最后是DDS,网上有很多相关文档,自己看看,注意输入相位要累积,所谓驱动嘛,当然每次依然是输出一个点,这个点作为下次鉴相器输入信号之一。仿真结果如下:上图中输入频率是27Hz,锁相环自然频率为32Hz。搞懂了这些编程思想,以及DDS后,自然谐振频率,输入信号频率自己去做调整。但注意锁相环的参数限制。到这里,NR-DPLL就完成了。在此基础上平方环,科斯塔斯环,判决反馈环等等都很容易编程仿真实现。仿真代码:锁相环:%functionuo=pll(ui,Fs)clearall