全数字锁相环实现的自适应低通滤波电路

提出了一种新的基于全数字锁相环的自适应低通滤波系统的结构和实现方法。输入信号经整形后产生方波信号,方波信号经FPGA实现的全数字锁相环锁相同步倍频后,再将同步倍频信号输入到开关电容滤波器MAX295的时钟输入端,通过该时钟信号来控制滤波器的截止频率,从而实现滤波器频率的自动跟踪。介绍了系统设计原理,详细分析了FPGA实现全数字锁相环和锁相倍频的设计方法。通过实验验证了该系统的可行性和有效性,能够实现1 kHz至50 kHz的频率自跟踪倍频和滤波。     

数据同步数字锁相环的分析

一个数字信号可以用方波信号形式来表示,并利用富里衰级数分析,阐明数字信号与周期正弦信号之间的密切联系.在此基础上实现某些模拟电路的数字化电路设计.本文在实验和分析基础上设计数字同相正交锁相环(即数字考斯托斯环)就是一例.     

科氏流量计DSP算法及其仿真研究

提出用于科氏流量计的信号处理的新的DSP算法和仿真方法.包括线性调频Z变换算法,该算法用于信号测频初始化.通过只在窄带内密集抽样的方法,和传统方法比较,线性调频Z变换算法可以减少由于不足点采样而造成的频谱泄漏,改善计算精度并减少运算时间.还包括用于频率跟踪的锁相环仿真,锁相环可以极好地平滑噪声,跟踪频率变化,最终用于计算两路信号相位差.通过在MATLAB环境下的仿真,我们得出结论:琐相环方法是进行科氏流量计频率和相角跟踪的可行性方法,能够较好地满足跟踪精度的要求.     

基于多载波环融合的GPS高动态信号跟踪方法

研究全球定位系统(GPS)导航高动态接收跟踪信号精度优化问题,针对GPS在高动态环境下信号跟踪精度不高,并容易失锁的问题,提出了一种新的跟踪方法。基于锁相环,锁频环,四象限反正切鉴频器和锁频环辅助锁相环构建多载波环相融合的跟踪环,利用频率和相位判决因子,调整选用不同跟踪环更新本地载波频率发生器以实现稳定跟踪。仿真结果表明,提出的方法在环路噪声带宽较小的情况下能够成功地跟踪加速度为150g的超高动态GPS信号,并在高动态环境下提高了GPS信号的跟踪精度,为多载波设计提供了参考依据。     

基于高性能锁相环的频率控制系统

锁相环(PLL)是一个闭环频率和相位自动控制系统,锁相的目的在于通过反馈调节使输出信号相位锁定或跟踪输入信号的相位变化,其结果是使相位误差尽量地小。根据频率与相位的变换关系,在相位差固定的情况下,频率差为零,因此锁相环可以实现二个信号相位同步,频率相同。高性能的锁相环频率控制系统在现代工业自动化、国防高精尖科技等领域有着越来越广泛的应用,其设计的合理性直接决定整个系统的精度。     

数字锁相环在电力系统谐波检测中的应用

分析了非同步采样对谐波测量精度的影响,提出采用数字锁相环来同步被测信号的方法。数字锁相环电路采用VHDL语言和可编程逻辑器件设计实现,并用MAX+plusⅡ软件进行仿真。仿真和测试结果表明,所设计的数字锁相环可以很好地跟踪被测信号,如果模值K设为1,当跟踪至180ms时,频率误差仅为0.01Hz。     

变带宽技术在变速采样系统中的应用

阐述了基于锁相环的跟踪采集技术在变速采样系统中的应用,通过设置双时间常数来动态地改变锁相环的带宽,使之能有效地快速、精确跟踪输入信号频率的变化,满足了变速采样的需要,并且给出了详细的实现方法和理论依据.     

基于AD9850的正交信号源的设计

为实现产生正交信号的目的,采用单片机STC89C52通过并行方式控制两片AD9850。该信号源采用125 MHz有源晶振,频率可调,频率分辨率为0.029 1 Hz,可以产生100 Hz⁴0 MHz的正弦正交信号和方波正交信号。给出了STC89C52与两片AD9850的连接电路图以及经过调试的C语言程序,该正交信号源输出的信号频率以及幅度均可调,幅度值可以通过滑动变阻器调整,频率值则可以通过按键控制,频率步进值可通过按键在1 Hz、100 Hz、1 kHz、1 MHz中选择,操作简单灵活,有很好的应用价值。     

锁相环技术在频率跟踪中的应用研究

本文介绍锁相环及其频率跟踪的基本原理,给出二阶锁相环和四阶锁相环的设计依据。在此基础上,对四阶锁相环实现频率跟踪的转换时间进行了仿真,就如何减小频率跟踪的转换时间提供了可行方法。通过对锁相环的分析和仿真,达到优化设计频率跟踪方案的目的。     

用单片计算机进行FSK解调

遥测低速(50～300bit/s)数传电路的FSK解调,通常采用音叉或锁相环解调。音叉解调的稳定性好,但解调速率不高,选择谐振频率不方便。锁相环解速率虽高,但是带宽和稳定性的矛盾不易解决,我们采用单片计算机进行FSK解调,解调速率与锁相环相当,而稳定性,可靠性比音叉解调高,兼有二者的优点。一般FSK信号的解调方法有鉴频法。过零检测法和差分检波法等。我们在这里用软件把过零检测与鉴频法结合进行解调。接收机送来的音频信号经整形电路后得到方波,单电机8748的检测口T_1不断检测方波,把解调的码元从I/O口送入SIO串行口,再送入微机处理,硬件框图以下     

基于压控信号发生器的设计与制作

信号源广泛应用于电子测量和科学实验等领域中。本文设计与制作了一款基于输入电压控制输出信号频率的简易信号发生器,主要由以集成运算放大器为核心的方波——三角波信号产生电路、三角波/正弦波转换电路、输出信号幅度及偏移调节电路三部分组成,通过改变输入电压可得到频率连续可调的三角波、方波、正弦波信号,为电子爱好者和实验教学提供了极大方便,解决了电子电路测量中的信号源不足的问题。     

基于FPGA的自动变模控制感应加热电源全数字锁相环研究

针对感应加热电源频率跟踪设计中传统锁相环电路设计复杂、跟踪速度慢、锁相频带窄、单独模块设计修改繁琐等问题,提出一种基于FPGA的自动变模控制感应加热电源全数字锁相环,即拓展锁相环中心频率频带和采用变模控制实现快速频率跟踪.应用SOC技术完成系统设计,并进行典型频带的计算机仿真.仿真结果证实了该设计具有宽范围的锁相能力及快速精确的频率跟踪性能,满足感应加热电源对负载频率变化的快速跟踪要求.     

网络化系统周期信号的跟踪

研究线性时不变、单变量、离散网络化系统对周期信号的跟踪问题.与现有文献考虑的参考输入信号大都为常见的能量信号所不同的是,本文参考输入信号是离散时间周期方波功率信号.相应地,研究系统对基于功率谱的参考输入信号功率的响应,系统的跟踪性能通过输入信号与受控对象输出之差的功率来衡量,而最优跟踪性能采用跟踪误差的平均功率来度量.考虑的网络化控制系统仅上行通道存在丢包误差的影响,把丢包过程看作两个信号的合成,一是确定性信号,二是随机过程,进而丢包误差描述为源信号和白噪声之间乘积.根据被控对象和随机过程的性质,采用Parseval等式、维纳–辛钦定理和范数矩阵理论得到该系统跟踪性能极限的下界表达式.仿真结果表明,所设计的控制器能实现对周期信号的有效跟踪,进而验证了结论的正确性.     

一种适用于多普勒高阶变化率的载波跟踪算法

针对多普勒高阶变化率的载波跟踪问题,分析了现有二阶锁频环辅助三阶锁相环的局限之处,设计了一种三阶锁频环辅助四阶锁相环的载波跟踪算法,从理论上证明了该算法可以对多普勒高阶变化率信号进行无误差跟踪,并根据环路传递函数和环路带宽,推导出了环路所有参数的计算方法,最后通过环路模式切换及环路带宽设置策略,既加快了整个载波跟踪环路的收敛速度,又提高了载波频率跟踪精度,保证了跟踪的稳定性。仿真结果表明,对于多普勒高阶变化率信号,该算法能够有效地完成信号的载波跟踪并正常解调出原始数字信息,因此有较高的应用价值。     

基于数字化直接线性相位比对新型动态锁相环

针对传统锁相环的鉴相都是在两信号同频或者频率成整倍数关系的条件下进行,必须利用一定的频率变换电路处理频率信号而产生鉴相频率与频率转换时间之间的矛盾问题,研究了一种动态锁相环技术。该技术能在环路中的频率变换电路的变频系数不变的情况下实现一种输出频率可微调的锁相环。设计环路中的鉴相器部分能高分辨的测量出输入的两不同频信号的相位差,环路工作时控制器部分能根据实际求得的相位差变化率以及理论上两不同频信号(参考信号和输出信号)的相位差变化率,利用一定的算法生成一个控制电压并实现环路锁定。实验结果表明,新型动态锁相环可以通过0.1 ps相位调整分辨率实现对输出频率优于μHz量级的精细调整,调整范围可达Hz量级。     

高阶电荷泵锁相环环路滤波器的设计

考虑到电荷泵锁相环离散采样特性,本文提出了高阶电荷泵锁相环环路滤波器的模块化设计方法.它可以将电荷泵锁相环设计成任意要求的阶和型.这样的锁相环既能消除相位抖动,又能跟踪大的频率阶跃或斜升的输入信号.通过对所设计的电荷泵锁相环稳定性和特征分析,确定了环路参数的选择范围,得出n阶n型的锁相环均优于其他类型.对两种类型的电荷泵锁相环的仿真,结果表明了设计方法的有效性和分析方法的正确性.本文的设计方法为高阶电荷泵锁相环滤波器的设计提供了重要的参考和指导.     

单片机程控锁相环及其在晶闸管触发控制中的应用

利用单片机内部定时器／计数器实现的程控锁相环,工作稳定可靠,当输入信号频率发生波动时能实现自动跟踪。阐述了程控锁相环的基本原理和实现方法,给出了应用程控锁相环实现高精度晶闸管触发控制的设计实例。     

基于非线性数字控制锁相环三相系统频率测量方法

针对谐波的存在引起相位和频率的测量误差,提出了一种基于数字锁相环的三相系统频率测量方法.由于锁相环对相位的滤波作用,该方法通过锁相环输出相位进行频率测量,减小谐波和幅值变化对频率测量的影响.为提高宽频率范围内测量精度,利用反步法设计了自适应镇定控制器,保证了大频率变化的锁相环的收敛,同时得到频率的自适应率,因而具有较宽的频率、相位跟踪范围和相位的快速响应等特点.仿真分析结果表明,该算法精度高,计算量小,实现简单,具有一定的实用价值.     

变带宽技术在变速采样系统中的应用

阐述了基于锁相环的跟踪采集技术在变速采样系统中的应用 ,通过设置双时间常数来动态地改变锁相环的带宽 ,使之能有效地快速、精确跟踪输入信号频率的变化 ,满足了变速采样的需要 ,并且给出了详细的实现方法和理论依据     

一种洛伦兹力微机械谐振磁传感器建模及数值仿真

针对微机械洛伦兹力谐振磁传感器灵敏度受驱动控制电路和谐振频率漂移影响问题,利用平均周期法分析了鉴相器为异或门的锁相环频率跟踪电路的动力学模型,并求解出频率跟踪的稳定条件和稳态振幅平衡点.设计的磁传感器数值建模及仿真实验表明:当锁相环积分器系数小于临界值时,环路频率跟踪稳定;当锁相环积分器系数大于临界值时,频率跟踪振荡;稳态振幅与理论分析一致,灵敏度与接口电路无关;频率跟踪动态过程与压控振荡器初始频率ω0、积分系数kI、滤波器时间常数ξ有关.