基于直接提取载波技术的平方环设计.doc

基于直接提取载波技能的平方环方案
　　摘要:在接纳相位调制的软件无线电吸收机中,载波规复电路起到了关键性作用。研究一种用于通讯的载波同步平方环电路,在传统平方环的底子上,增长了一个乘法器,当用fpga实现数控振荡器(n)时,利用输出的正余号的瞬时相位举行比力,产生一个输出电压。这个电压的巨细,直接反响两个信号相位差的巨细;这个电压的极性,反响输入信号超前或滞后于数控振荡器输出信号的相对相位干系。由此可见,鉴相器在环路中是用来完成相位差与电压变更的,其输出偏向电压是瞬时相位偏向的函数[4]。
　　
　　环路滤波器用于衰减由于输入信号噪声引起的快速变革的相位偏向宁静滑相位检测器泄漏的高频重量即滤波,以便在其输出端对原始信号举行正确的预计,环路滤波的阶数和噪声带宽决定了环路滤波器对信号的动态相应。文献[5]对几种常用的环路滤波器性能举行了详细的阐发。由于一阶环路滤波器会产生稳态相差,从而低落体系误码性能;三阶环路滤波器现实实现难度较大;二阶环路滤波器在直流增益为无穷大,而频偏为常数的环境下,仍旧可以或许实现稳态,实现难度相宜,即接纳二阶环路滤波器,其布局框图如图4所示。
　　图4二阶环路滤波器的布局图
　　图中:1,2为滤波器的参数;z-1代表单元时间耽误,详细的盘算公式如下:
　　1=2ξωntskd;2=(ωnts)2kd
　　式中:ξ为环路阻尼系数,;ωn为阻尼振荡频率;ts为频率操纵字更新周期;kd为环路增益。详细的推导见参考文献[6]。因此环路滤波器参数的方案关键在于ωn,kd。通常方案时用滤波器的噪声带宽bn来代替ωn,即:ωn=8ξbn4ξ2+1。锁相环路的种种性能对ωn,ξ的要求存在着抵牾和同一,增大ωn,ξ,可以增大捕捉带,减小捕捉时间,加强对n噪声的滤除,减小稳态相干,增大同步带,增大同步扫描频率;减小ωn,ξ,可以加强对输入噪声的滤除,延伸均匀跳周时间。加强一方性能,那么会低落另一方性能[7],因此公正方案环路滤波器的参数可以或许优化体系的性能。
　　
　　n在环路中的作用就是产生抱负的频率可变的正弦和余弦,确切地说是产生一个频率及时可变的正弦样本。正弦样本可以用及时盘算的要领产生,但在高速采样频率中,n产生正弦和余弦的最有用措施就是查寻表法,即事先根据n正余弦相位盘算好相应的正余弦值,并以相应的相位角度作为波形存储器(r)的取样地点来存储对应相位的正余弦值。n的相位,可通过结实的频率操纵字(载波频率)与环路滤波器的输出累加和相加得到[8],即可把存储在波形存储期内的波形抽样值(二进制编码)经查寻表查出,完成相位到幅值转换[9]。n内部r正余弦表的巨细影响输出波形的精度,越大的r正余弦表,得到的波形输出越抱负,但同时增长了硬件资源。思量到正弦信号的对称性,只存储1/4的周期,即0~π/2的波形,通过对输入到波形r的地点及其输出数据的干系,可根据必然算法予以实现[10]。
　　5仿真与阐发
　　利用siulink对革新的平方锁相环举行了仿真。由于用fpga实现时,可直接界说dds为两路正交的输出,而在siulink模子中,数控振荡器的输出仅为一端输出。在此为了简朴起见,搭建锁相环模子时用到了两个数控振荡器,为得到正交的输出只必要将两个数控振荡器的相位差定为π/2即可。