锁相技术课程论文

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1、锁相技术课程论文论文题目：锁相技术在移动通信中的应用专业：信息类班级：信息093班学号：200900484317姓名：李志鹏指导教师：魏平俊2012年5月锁相技术在移动通信中的应用李志鹏（屮原工学院电子信息学院信息093班河南郑州）摘要：锁相环路是一种反馈控制电路，由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成，具有锁定特性、载波跟踪特性、调制跟踪特性和低门限特性，广泛应用于移动通信系统中的调制解调、频率合成等许多领域，是现代电子产品中非常重要的部件。这里首先简单介绍了移动通信对信号频率资源的要求和调频通信原理，之后简要

2、叙述了锁相环路的基本组成和特点，着重说明了数字锁相频率合成器和锁相技术在移动通涪中的应用，并作了应用举例。关键词：锁和环路、跟踪特性、通信系统、频率合成1移动通信1.1移动通信系统对信号频率资源的要求频率合成器在移动通信系统中主要用作收、发信双方工作时的信号频率源，而移动通信系统中用到得频率合成器基本上都是带有锁相环的。移动通信系统要求频率合成器提供的信号频率稳定度高、频谱纯度好、频率覆盖范围宽、频道切换方便、频道锁定速度快等。而且频率合成器的输出频率均工作在超高频段（VHF）或甚高频段（UHF）,各工作频段内的频道个数多，频道间隔小（通常为

3、25kHz）。1.2调频通信原理用于军事领域中的调频通信收、发信机双方的工作频率是按伪随机码序列的变化而变化的。虽然收发双发分处两地工作，但只要收发双发同步地变换频率，就可以始终收到对方的信号。而敌方在不知调频码序列的情况下，便无法进行截获或对其进行干扰。因此调频通信具有很强的保密性和抗干扰性，它在工作时要求换频速度快、频率稳定度高。调频通信原理框图2锁相技术2.1锁相环路的基本组成锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成。锁相环组成原理框图如图所示：锁相环屮的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信

4、号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成Ud(t)电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压Uc(t)，对振荡器输出信号的频率实施控制。2.2锁相环路的特性2.2.1锁定特性环路对输入的I古I定频率锁定以后，两信号的频差为零，只有一个很小的稳态剩余度。这是一般自动频率微调系统(AFC)做不到的，止是由于锁相环路具有可以实现理想的频率锁定这一特性，使它在口动频率控制与频率合成技术方面获得了广泛的应用。2.2.2载波跟踪特性无论输入锁相环路的信号是已调制或未调制的，只要信号中包含有载波频率成分，就町以讲环路设计成一个

5、窄带跟踪滤波器，跟踪输入信号载波成分的频率与相位变化，环路输出信号就是需要提取(或复制)的载波信号。这就是环路的载波跟踪特性。2.2.3调制跟踪特性只要让环路有适当宽度的低频通带，压控振荡器输出信号的频率与相位就能跟踪输入调频或调相信号的变化，即达到输入角度调制信号的复制品，这就是调制跟踪特性。利用环路的调制跟踪特性，可以制成角度调制信号的调制器与解调器。2.2.4低门限特性锁相环路不像一般非线性器件那样，门限取决于输入信噪比，而是由环路信噪比决定的。一般环路的通频带总比环路输入端的前置通频带窄得多，因而环路信噪比明显高于输入信噪比，环路能在

6、低输入信噪比条件下工作，即具有低门限的优良特性。这样，只要将环路设计成窄带，就可把淹没在噪声中的微弱信号提取出来。这样的环路用于解调调频、调和信号时，可取的门限的扩展效果；用于解调数字调制信号时，可使误码率降低。2.3数字锁相频率合成器2.3.1采用“脉冲吞除技术”的数字锁相频率合成器为了满足移动通信系统对信号频率源的要求，解决分频器速度、频道间隔等问题，用固定分频器进行预分频的办法是不可取的。采用“脉冲吞除技术”将高速预分频器和低速程序分频器有机结合起来，构成能在超高频和甚高频下工作的高速程序分频器。这种高速程序分频器称为“吞脉冲程序分频器

7、”采用吞脉冲程序分频器的数字锁相频率合成器原理图由于双模数预分频器F（P+1）比一P工作每次要多吞食掉一个脉冲，因此这种分频器就称为“吞脉冲程序分频器”，其相应技术称为“吞脉冲技术”。由上图知，压控振荡器输出信号fv加到“双模数预分频器”上，它代替了固定分频器而接受高速脉冲，其后的吞咽计数器和主计数器以及控制电路均在低速下工作。2.3.2工作原理分析双模数预分频器的分频比有两个：P和P+1。若取P=10,则预分频器按"M0/4-11方式工作。但究竟是*10（低模）还是*11（高模）,由吞咽计数器满量识别电路输出的换模信号MC来控制。首先，VC

8、O的输出信号什先以高模（一11）进行预分频，分频后的信号同吋加到吞咽计数器和主计数器进行计数。等吞咽计数器计满后，满量识别电路就输出一个换模信号MC控制预分频器按低