数字锁相环MATLAB代码

.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谢谢阅读环解调部分中的基础锁相环。MATLAB编程仿真实现，想要感谢阅读simulink实现的同学要失望啦。代码在本文末，抱歉未加注释。感谢阅读理解本文需要的知识：信号与系统，数字信号处理，同步技术。精品文档放心下载.2.7 载波的同步提取提取载波信息可用锁相环进行跟踪载波或调制信息。本文采用奈奎斯特型全谢谢阅读数字锁相环（NR-DPLL）对接收信号进行载波同步提取，并用于相干解调。感谢阅读2.7.1 NR-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、数字控制振荡器谢谢阅读的一种数字锁相环。下面分别对各部分作简要介绍。2.7.2 奈奎斯特采样鉴相器奈奎斯特采样鉴相器的组成框图如图2-7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精品文档放心下载u(t)Ucos(t(t))感谢阅读0 k 0 0k 2 k(2.7-1)输入信号u(t)Usin(t(t))(2.7-2)1i01其中(t)t(t), 精品文档放心下载1 0 i 0 i o输入信号经A/D采样后，第k个采样时刻采样量化后的数字信号为谢谢阅读u(t)Usin(t(t))感谢阅读i k i 0k 1 k(2.7-3)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，感谢阅读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精品文档放心下载带通滤波器的两倍带宽以上。令u(t)u(k),u(t)u(k)，即u(k)和u(k)相乘后，经低通滤波得到的数精品文档放心下载i k i o k o i o字误差信号.(k)Usind d e

(k)(2.7-4)式中(k)(k)(k)e12(2.7-5)2.7.3 数字环路滤波器数字环路滤波器与模拟环路中环路滤波器的作用是一样的，都是为了抑制高频谢谢阅读分量及噪声，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精品文档放心下载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：F（z）=u(k)GGc12u(k)1z1d(2.7-6).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精品文档放心下载性一致；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感谢阅读函数式采用双线性变换，即令s21z1，得到感谢阅读1z1s2TT1GGF(z)2ss1221z11z111(2.7-7)式中,Ts为采样周期，G2T2s121(2.7-8)TGs2 1(2.7-9)式(2.7-8)和式(2.7-9)表明了两种滤波器参数之间的对应关系，也可以说明精品文档放心下载图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。谢谢阅读二阶数字滤波器可由两个一阶数字滤波器串联得到。2.7.4 数字控制振荡器（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感谢阅读三角函数表，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，时域响应最好取精品文档放心下载ξ=0.707，根据经验=10，2NCO相位控制增益K’=1，鉴相灵敏度K1，则Kf，环路增益精品文档放心下载0 d 0 sKKKf,d0s再由理想二阶环路中K22n，n1于是，GT1,S20021G2T0.1G0.09752S21221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。而扩谢谢阅读大时，最大到两倍，大于两倍时捕获带不再变化，只是捕获时间短一精品文档放心下载些。环路的3Db带宽22fscn1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精品文档放心下载.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。谢谢阅读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，注意输入相位感谢阅读要累积，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。感谢阅读仿真结果如下：10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-10 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5精品文档放心下载.上图中输入频率是27Hz，锁相环自然频率为32Hz。感谢阅读鉴相器误差电压0.50.40.30.20.10-0.1-0.2-0.3-0.40 200 400 600 800 1000 1200感谢阅读环路滤波器误差电压0.20.150.10.050-0.05-0.1-0.150 200 400 600 800 1000 1200感谢阅读搞懂了这些编程思想，以及DDS后，自然谐振频率，输入信号谢谢阅读.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。精品文档放心下载仿真代码：锁相环：%functionuo=pll(ui,Fs)clearallclcfo=32;fi=27;%fi=length(ui)*1/(n*fo);g1=0.005*2;g2=0.0975*2;n=64;t=0:1/(n*fo):0.5-1/(n*fo);感谢阅读ui=sin(2*pi*fi*t);%输入信号uo=zeros(1,length(ui));uo(1)=dds_sin(10,n*fo,fo,0,1);%Nco输出初始信号谢谢阅读.uo1(1)=dds_sin(10,n*fo,fo,0,1);谢谢阅读%erro=ph(ui(1),uo(1));%鉴相器输出感谢阅读sig(1)=ui(1)*uo(1);l=30;hn=fir1(l,0.2*fo/(n*fo));temp=conv(hn,sig(1));temp1=temp(2:end);erro(1)=temp(16);lpu1(1)=erro(1)*(g1+g2);lpu2(1)=lpu1(1)*(g1+g2);m=2*pi*fo/2048*(1:length(t));感谢阅读fori=1:length(ui)-1uo(i+1)=dds_sin(10,n*fo,fo,m(i)+lpu2(i)*1,1);精品文档放心下载uo1(i+1)=dds_sin(10,n*fo,fo,m(i)+lpu2(i)*1-m(14),1);感谢阅读sig(i+1)=ui(i+1)*uo(i+1);temp=conv(sig(i+1),hn);temp(1:l)=temp(1:end-1)+temp1;感谢阅读temp1=temp(2:end);.erro(i+1)=temp(16);lpu1(i+1)=g1*erro(i+1)+g2*erro(i+1)+g2*erro(i);精品文档放心下载lpu2(i+1)=g1*lpu1(i+1)+g2*lpu1(i+1)+g2*lpu1(i)+lpu2(i);end感谢阅读%endDDS代码function[A]=dds_sin(N,fs,f,phi0,Nig)谢谢阅读%%[返回参数] (传递参数)%f=8;%N=8; %频率信号字长N:表示频率信号样点的字长谢谢阅读%fs=256; %采样频率fs:DDS内部采样频率(输出频率信谢谢阅读号的采样频率)%phi0=0; %初始相位phi0:输出信号的初始相位谢谢阅读%%df=1; %最小频率间隔df:DDS输出信号的最小频率感谢阅读间隔(频谱分辨率)%Nsig=256; %输出频率信号样点个数Nsig精品文档放心下载%%f0 输出信号频率.Nperiod=2^N; %这么多样点表示一个周期正弦信号谢谢阅读n=0:(Nperiod-1);Sroot=sin(2*pi*n/Nperiod);%*(2^(N-1)-1);感谢阅读Asin=Sroot;dphi=2*pi/Nperiod;M=floor(2^N*f/fs);M0=floor(phi0/dphi);%A=zeros(1,Nsig);%A=Asin(x);fori=1: