锁相环频率合成器的设计与仿真 毕业论文

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1、摘要本设计首先对锁相环的发展历史和研究现状做了介绍，然后从其基本工作原理出发，以传统锁相环的结构为基础，得到了锁相环的数学模型，对锁相环的跟踪性能、捕获性能、稳定性以及噪声性能等各种性能进行了分析，对锁相环的各项指标参数进行了详细推导，得出了锁相环数学分析的结论。本设计描述了锁相环的整体电路以及鉴频鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、分频器等电路模块。在分析和设计的同时，也采用MATLAB软件对电路进行了仿真。使用Matlab对锁相环仿真的实现是方便快捷的。仿真结果表明，锁相环电路达到了设计指标要求。关键词：锁相环，

2、仿真，MATLABIIAbstractThedesignofthefirsthistoryofthedevelopmentofthephase-lockedloopandResearch,anddeparturefromitsbasicworkingprinciple,basedonthestructureofatraditionalphase-lockedloop,amathematicalmodelofaphase-lockedloop,PLLtrackingperformance,acquisitionpe

3、rformance,stabilityandnoiseperformanceandotherperformanceindicatorsparameterofthephase-lockedloopisderivedindetailandcometotheconclusionofthephase-lockedloopmathematicalanalysis.Thisdesigndescribestheoverallphase-lockedloopcircuitandphasefrequencydetector,loo

4、pfilter,voltagecontrolledoscillator,afrequencydividercircuitmodule.Intheanalysisanddesignatthesametime,usingMATLABsoftwaresimulationofthecircuit.Matlabimplementationofthephase-lockedloopsimulationisconvenient.Simulationresultsshowthatthephase-lockedloopcircui

5、ttoachievethedesignrequirementsKeywords：PLL,Simulation,MATLABII目录摘要IAbstractII目录III第一章绪论-1-1.1锁相环的发展-1-1.2国内外研究现状-2-第二章锁相环的基本理论-4-2.1锁相环的工作原理-4-2.1.1鉴相器-5-2.1.2低通滤波器-6-2.1.3环路低通滤波器（LPF）-7-2.1.4压控振荡器-8-2.2锁相环的工作状态-9-2.3锁相环的非线性工作性能分析-10-2.3.1跟踪性能-11-2.3.2捕获性能-1

6、2-2.3.3失锁状态-12-2.4锁相环的稳定性-12-2.5信号流程图-13-2.6锁相环的优良特性-14-2.7锁相环的应用-15-2.7.1．锁相环在调制和解调中的应用-15-2.7.2．锁相环在频率合成电路中的应用-15-第三章锁相环的噪声分析-17-3.1锁相环的输入噪声-17-3.2压控振荡器的噪声-17-3.3相位噪声的抑制-18-IV第四章锁相环仿真及结果-20-4.1采用MATLAB-simulink软件建模与仿真-20-参考文献-23-结束语-24-致谢-25-IV第一章绪论1.1锁相环的发

7、展锁相环(PLL-PhaseLockedL00P)是自动频率控制和自动相位控制技术的融合。人们对锁相环的最早研究始于20世纪30年代，其在数学理论方面的原理，30年代无线电技术发展的初期就己出现。1930年建立了同步控制理论的基础，1932年法国工程师贝尔赛什(Bellescize)发表了锁相环路的数学描述和同步检波论，第一次公开发表了对锁相环路的数学描述[1]。锁相技术首先被用在同步接收中，为同步检波提供一个与输入信号载波同频的本地参考信号，同步检波能够在低信噪比条件下工作，且没有大信号检波时导致失真的缺点，因

8、而受到人们的关注，但由于电路构成复杂以及成本高等原因，当时没有获得广泛应用。到了1943年锁相环路第一次应用于黑白电视接收机水平同步电路中，它可以抑制外部噪声对同步信号的干扰，从而避免了由于噪声干扰引起的扫描随机触发使画面抖动的象，使荧光屏上的电视图像稳定清。随后，在彩色电视接收机中锁相电路用来同步彩色脉冲串。从此，锁相环路开始得到了应用，迅速发展。五十年代，随着空间技术