基于自適應(yīng)比例積分控制的全數(shù)字鎖相環(huán)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、鎖相環(huán)是一種負(fù)反饋控制系統(tǒng)，它能夠有效跟蹤輸入信號(hào)相位。在通信、無(wú)線電電子學(xué)、自動(dòng)化、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域，鎖相環(huán)得到了普遍的應(yīng)用，它已成為各類電子系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分。由于全數(shù)字鎖相環(huán)（ADPLL）消除了模擬鎖相環(huán)中壓控振蕩器（VCO）的非線性，鑒相器（PD）不精確，部件易飽和以及高階環(huán)不穩(wěn)定等特點(diǎn)，而其本身又具有參數(shù)穩(wěn)定、可靠性高、易于集成的特點(diǎn)，因此，ADPLL得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
　　本文在深入研究各種類型的鎖相環(huán)的相關(guān)原

2、理和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先，對(duì)基于比例積分（PI）控制的全數(shù)字鎖相環(huán)的控制規(guī)律進(jìn)行了研究。然后，針對(duì)傳統(tǒng)全數(shù)字鎖相環(huán)存在著鎖頻范圍較窄、環(huán)路控制參數(shù)和自由振蕩頻率不能在線調(diào)節(jié)等問(wèn)題，提出了一種基于自適應(yīng)比例積分控制的全數(shù)字鎖相環(huán)。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率在小范圍內(nèi)變化時(shí)，數(shù)字鎖相環(huán)主要根據(jù)相位誤差大小對(duì)環(huán)路的參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)相位的鎖定。當(dāng)輸入信號(hào)在較大的頻率范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，自適應(yīng)控制器能夠根據(jù)輸入信號(hào)頻率的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)路的比例積

3、分參數(shù)和自由振蕩頻率，實(shí)現(xiàn)環(huán)路的快速鎖定，既提高了鎖相速度，又?jǐn)U大了環(huán)路的鎖頻范圍。最后，在QuartusII軟件環(huán)境下，使用VHDL語(yǔ)言編程,采用自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)思路對(duì)整個(gè)全數(shù)字鎖相環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行了綜合編譯和仿真，比較分析了該系統(tǒng)在不同控制參數(shù)作用下的性能，并將程序代碼下載到 FPGA中進(jìn)行硬件測(cè)試。系統(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用比例積分與自適應(yīng)復(fù)合控制方式的鎖相環(huán)，可隨輸入信號(hào)頻率的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)環(huán)路的控制參數(shù)和自由振蕩