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本文详细介绍了锁相环设计中所涉及的各项指标计。论文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,
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西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
本科毕业设计论文
题 目 锁相环设计与 MATLAB 仿真 ____________________
___________________
专业名称 电子科学与技术
学生姓名 何 鹏
指导教师 李立欣
毕业时间 2010
年
6
月
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
毕业 任务书
一、题目
《锁相环设计与 MATLAB 仿真》
二、指导思想和目的要求
在了解锁相环的基本工作原理的基础上,熟悉其构成及数学模型,在对锁
相环有了充分的要了解后,运用 MATLAB 仿真软件对其进行仿真。通过仿真看
锁相环是否工作正常,参数指标是否合格来判断是否达到了仿真要求。
三、主要技术指标
1.锁相环的基本原理
2.锁相环工作期间是否经历了失锁、跟踪、捕获、锁定等四个状态。
3.锁定后平率相位是否平稳。
四、进度和要求
第 3~5 周:查阅和整理资料文献,确定研究模型和研究方向;
第 6~8 周:分析模型,找出其中的缺陷;
第 9~11 周: 提出更容易实现的结构,对该结构具体分析;
第 11~13 周:整理资料进行论文撰写、装订并翻译英文文献;
第 14~15 周: 论文评阅,答辩准备,答辩
五、主要参考书及参考资料
Floyd M.Gardner,锁相环技术(第三版)姚剑清 译,人民邮电出版社,2007
Roland E.Best,锁相环设计、仿真与应用(第五版),李永明 等译,清华学出
版社,2007.4
设计
论文
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
学生 ___________ 指导教师 ___________ 系主任 ___________
目 录
中文摘要 …………………………………………………………………………… 3
英文摘要 …………………………………………………………………………… 4
前言 ………………………………………………………………………………… 6
第一章 绪论………………………………………………………………………… 7
1.1 锁相环的发展及国内外研究现状……………………………………………7
1.2 本文的主要内容组织…………………………………………………………9
第二章 锁相环的基本理论…………………………………………………………10
2.1 锁相环的工作原理 …………………………………………………………11
2.1.1 鉴相器 …………………………………………………………………11
2.1.2 低通滤波器……………………………………………………………13
2.1.3 压控振荡器……………………………………………………………15
2.2锁相环的工作状态……………………………………………………………15
2.3 锁相环的非线性工作性能分析 …………………………………………17
2.3.1跟踪性能………………………………………………………………18
2.3.2捕获性能………………………………………………………………18
2.3.3失锁状态………………………………………………………………19
2.4锁相环的稳定性………………………………………………………………20
2.5信号流程图……………………………………………………………………21
2.6 锁相环的优良特性…………………………………………………………21
2.7锁相环的应用…………………………………………………………………22
2.7.1锁相环在调制和解调中的应用…………………………………………22
2.7.2锁相环在频率合成器中的应用…………………………………………23
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
2.8本章小结………………………………………………………………………23
第三章锁相环的噪声分析…………………………………………………………24
3.1 锁相环的输入噪声…………………………………………………………24
3.2压控振荡器的噪声……………………………………………………………24
3.3相位噪声的抑制………………………………………………………………26
3.4 本章小结……………………………………………………………………27
第四章 二阶锁相环仿真及结果……………………………………………………28
4.1 仿真介绍……………………………………………………………………28
4.2 程序代码……………………………………………………………………28
4.3 仿真结果……………………………………………………………………34
4.4 本章小结……………………………………………………………………36
结 论………………………………………………………………………………38
致谢…………………………………………………………………………………39
参考文献……………………………………………………………………………40
毕业设计小结………………………………………………………………………41
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
摘 要
锁相环电路是使一个特殊系统跟踪另外一个系统,更确切的说是一种输出
信号在频率和相位上能够与输入参考信号同步的电路,它是模拟及数模混合电
路中的一个基本的而且是非常重要的模块。由于锁相环具有捕获、跟踪和窄带
滤波的作用,因此被应用在通信、微处理器、以及卫星等许多领域。锁相环是
通信电路里时钟电路的一个重要模块。
本文详细介绍了锁相环设计中所涉及的各项指标计。论文首先对锁相环的
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。本文详细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。由于 MATLAB 仿真软件适
合多学科、多种工作平台且功能强大、界面友好、方便快捷、语言自然并且开
放性强的大型优秀应用软件,已经也已成为国内外高等院校高等数学、数值分
析、数字信号处理、自动控制理论以及工程应用等课程的基本教学工具。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
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lghua2004
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