锁相环技术及FPGA实现

本文参考《锁相环技术原理及FPGA实现》杜勇这本书

  1. 1.锁相环综述

锁相环一般分为三部分,鉴相器、环路滤波器和电压振荡器。其中环路滤波器是决定锁相环的性能的重要器件,设计比较复杂,所以先搞明白鉴相器和电压振荡器,再说环路滤波器,整体来看。

  1. 1.2一阶环简化

由鉴相器和电压振荡器可以组成一阶环路。鉴相器由混频器和低通滤波器组成,主要使用的是鉴相器成线性这一段函数,给到锁相环一个增益Kd。

电压振荡器是一个积分器的作用,在我们数字系统中更常知道的是NCO,数字振荡器,一个简单的数字振荡器的实现是查表法,把所有的值放在一个table里面,相应高级一些的是Cordic算法。

NCO输出的值是按照比例分散在[-pi,pi]或者说[0,2*pi]这个周期中,比如说一个NCO的位数是8位,我的频率控制字是M位,那形成的频率是f=2^M*fclk/2^8,在整个区间进行映射。

以鉴相器和NCO组成的一阶锁相环,我们可以推导出稳态相位误差:

1.3环路滤波器

最简单的环路滤波器-RC滤波器

RC低通滤波器的频率特性

RC低通滤波器会产生超前的相位,降低相位裕度,不利于环路的稳定,所以考虑无源比例积分滤波器和有源比例积分滤波器。

无源比例积分滤波器的稳态相位误差不太好

之后考虑有源比例积分滤波器,

做有源比例积分滤波器的仿真:

带宽宽[200 600]

带宽[350 600]

带宽[500 600]

参考文献:最终代码有参考南京大学的一位大佬,但是我找不到他博客地址了,如果看到在此感谢

相关推荐
XINVRY-FPGA18 小时前
XCVP1802-2MSILSVC4072 AMD Xilinx Versal Premium Adaptive SoC FPGA
人工智能·嵌入式硬件·fpga开发·数据挖掘·云计算·硬件工程·fpga
9527华安1 天前
国产安路FPGA开发设计培训课程,提供开发板+工程源码+视频教程+技术支持
fpga开发·fpga·安路·视频教程·培训·安路fpga
UVM_ERROR2 天前
硬件设计实战:解决Valid单拍采样失效问题(附非阻塞赋值与时序对齐核心要点)
驱动开发·fpga开发·github·芯片
brave and determined2 天前
可编程逻辑器件学习(day36):从沙粒到智能核心:芯片设计、制造与封装的万字全景解析
fpga开发·制造·verilog·fpga·芯片设计·硬件设计·芯片制造
步达硬件2 天前
【FPGA】FPGA开发流程
fpga开发
我爱C编程3 天前
【仿真测试】基于FPGA的完整16QAM通信链路实现,含频偏锁定,帧同步,定时点,Viterbi译码,信道,误码统计
fpga开发·16qam·帧同步·卷积编码·viterbi译码·维特比译码·频偏锁定
s09071364 天前
ZYNQ DMA to UDP 数据传输系统设计文档
网络协议·fpga开发·udp
燎原星火*4 天前
QSPI IP核 基本参数
fpga开发
XINVRY-FPGA4 天前
XCVU9P-2FLGC2104I Xilinx AMD Virtex UltraScale+ FPGA
嵌入式硬件·机器学习·计算机视觉·fpga开发·硬件工程·dsp开发·fpga
FPGA_小田老师4 天前
FPGA Debug:PCIE一直自动重启(link up一直高低切换)
fpga开发·pcie debug·pcie初始化问题