基于FPGA技術(shù)的相位頻率跟蹤方法的研究.pdf

1、相位頻率跟蹤技術(shù)，即鎖相環(huán)技術(shù)自1932年由De Bellescize提出至今，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。全數(shù)字鎖相環(huán)與模擬鎖相環(huán)相比具有性能穩(wěn)定、工作可靠和易于集成等優(yōu)點，因而在數(shù)字通信和自動控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著大規(guī)模、超高速集成電路和FPGA的出現(xiàn)和飛速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)的集成度越來越高，運算速度越來越快，這使得全數(shù)字鎖相環(huán)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越廣泛。 在理論分析方面，對模擬鎖相環(huán)的原理進行了深入的研究，對數(shù)字

2、鎖相環(huán)各個模塊的多種設(shè)計方法也進行了充分的研究和比較，在此基礎(chǔ)之上選擇了異或邏輯數(shù)字鑒相器，K計數(shù)器式環(huán)路濾波器和增量-減量計數(shù)器（ID計數(shù)器）式數(shù)字振蕩器組成的基礎(chǔ)電路，另外加上創(chuàng)新性的自動變?？刂齐娐返脑O(shè)計，構(gòu)成了整個數(shù)字鎖相環(huán)電路。 在數(shù)字鎖相環(huán)中，環(huán)路的捕捉時間和抗噪聲性能是一對矛盾。為了緩解這一矛盾，一些學(xué)者對此進行了深入的研究和探索，提出了許多解決方案。本文分析了產(chǎn)生這一矛盾的主要原因，提出了一種具有自動變?？刂齐娐?/p>

3、的全數(shù)字鎖相環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用鑒相器的輸出信號進行快捕區(qū)、慢捕區(qū)和鎖定區(qū)的判定和切換，并通過對數(shù)字環(huán)路濾波器的模數(shù)進行自動調(diào)節(jié)，來實現(xiàn)對環(huán)路帶寬的實時控制，同時避免鎖相環(huán)在捕捉過程中出現(xiàn)連續(xù)的同向相位調(diào)整，減少因相位超調(diào)而產(chǎn)生的振蕩。它能夠有效地克服環(huán)路捕捉時間與抗噪聲性能的矛盾，進一步加快鎖相的速度，提高環(huán)路的工作性能。 整個設(shè)計中采用了VHDL語言對這一全數(shù)字鎖相環(huán)進行了系統(tǒng)設(shè)計，通QuartusⅡ軟件的仿真和基于FPGA的