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基于simulink的模拟锁相环和数字锁相环建模与对比仿真_simulink中倍频器器在哪里

simulink中倍频器器在哪里

目录

1.课题概述

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

4.系统原理简介

4.1 模拟锁相环(PLL)的基本原理

4.2 数字锁相环(DPLL)的基本原理

5.完整工程文件


1.课题概述

模拟锁相环和数字锁相环建模的simulink建模,对比收敛曲线,对比锁定频率值。

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

版本:MATLAB2022a

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4.系统原理简介

4.1 模拟锁相环(PLL)的基本原理

       模拟锁相环主要由以下几个部分组成:鉴相器(Phase Detector)、低通滤波器(LPF)、压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)和分频器(有时还有倍频器)。

       鉴相器(PD): 当输入信号f_in(t)与VCO输出信号f_vco(t)的相位差为Δθ时,鉴相器会产生一个误差电压e(t),通常表达为:

其中,K_p是鉴相增益。

        低通滤波器(LPF): LPF主要用于滤除高频噪声和瞬态误差,提取出平均相位偏差,经过滤波后的电压V_c(t)可表示为:

其中,h(t)是LPF的脉冲响应函数。

       压控振荡器(VCO): VCO的频率f_vco与控制电压V_c成正比关系,一般形式为:

其中,K_v是VCO的频率灵敏度。

锁相环最终的目标是使f_vco锁定在f_in的某个整数倍上,即达到相位锁定状态。

4.2 数字锁相环(DPLL)的基本原理

       数字锁相环与模拟PLL类似,但工作在离散时间域,通常包括数字鉴相器、数字滤波器和数字控制的DDS(Direct Digital Synthesizer)或NCO(Numerically Controlled Oscillator)。

       数字鉴相器(DPD): 数字鉴相器基于采样数据计算输入信号与本地信号的相位差,误差信号e[k]可以写作:

其中,K_d是数字鉴相增益,k是采样时刻索引。

        数字滤波器(DF): DF在数字域中执行低通滤波操作,更新控制量C[k],例如使用IIR滤波器或FIR滤波器的递推公式:

或更复杂的滤波算法,其中α是滤波系数。

       数字频率合成器(DDS或NCO): DDS或NCO根据控制量C[k]生成频率可控的数字正弦波,其输出频率与C[k]的关系为:

其中,F_s是采样率,N是DDS的频率分辨率位数。

5.完整工程文件

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