锁相环路已在模拟和数字通信及无线电电子学等各个领域中得到了极为广泛的应用,特别是在数字通信的调制解调和位同步中常常要用到各种各样的锁相环。锁相就是利用输入信号与输出信号之间的相位误差自动调节输出相位使之与输入相位一致,或保持一个很小的相位差。 全数字锁相环路(Digital Phase-Locked Loop, DPLL)是现代电子系统中的关键组件,尤其在数字通信、无线电电子以及单片机设计中扮演着重要角色。它通过比较输入信号与输出信号的相位误差,自动调节输出信号的相位,使其与输入信号保持一致或相差极小,从而实现频率同步。锁相环路的核心功能在于提供精确的时钟信号,这对于调制解调和位同步至关重要。 传统的锁相环路由模拟电路组成,但随着数字集成电路技术的发展,全数字锁相环路应运而生。全数字锁相环路的主要组成部分包括数字鉴相器(DPD)、数字环路滤波器(DLF)和数控振荡器(DCO)。这些组件全部采用数字逻辑实现,提高了环路的稳定性和精度,同时也具有更高的灵活性和可编程性。 在具体设计中,一个典型的全数字锁相环路架构可能包括以下部分: 1. **数字鉴相器**:通常由异或门或其他逻辑门电路构成,用来检测输入信号IN64和输出信号OUT64之间的相位差。鉴相器的输出ud是一个占空比为50%的方波,表示输入和输出信号处于锁定状态,即相位差为90°。在VHDL等硬件描述语言中,可以编写代码来实现鉴相器的功能。 2. **数字环路滤波器**:通常由可逆计数器实现,根据鉴相器的输出ud控制计数方向。在ud为0时进行加计数,ud为1时进行减计数。环路滤波器的模数可以通过预置的输入端进行设置,提供不同范围的滤波特性。 3. **数控振荡器**:由加/减脉冲控制器和模N计数器组成,根据环路滤波器的输出调整输出信号的相位。通过改变计数器的分频系数,可以得到不同频率的输出信号,如64kHz、56kHz和16kHz。 在上述示例中,环路的中心频率f0为64kHz,由晶振电路提供。模H计数器将高频时钟Mf0分频为2Nf0,进而驱动整个锁相环。当环路锁定时,通过适当选择环路参数M、N和P,可以得到所需的各种输出频率。 例如,对于上述设计,M=224,N=14,P=16,这样就可以通过分频得到64kHz、56kHz和16kHz的输出。在环路未锁定时,鉴相器的输出ud会驱动环路滤波器和数控振荡器调整输出相位,直至达到锁定状态。 全数字锁相环路通过高度集成的数字电路实现了相位误差的精确控制,能够灵活适应各种通信系统的需求。在FPGA平台上,这种可编程能力使得设计者可以快速调整和优化锁相环的性能,满足特定应用场合的时钟同步要求。在本文提到的无线通信实验系统中,利用FPGA的剩余资源实现的全数字锁相环成功地为FSK、DPSK、QAM调制解调器提供了多种频率的精确时钟信号,展示了其在实际应用中的价值。
2025-09-09 20:51:33 498KB FPGA 可编程全数字锁相环路 FPGA
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通过采用无桥PFC和半桥LLC谐振变换器作为数字开关电源的主变换拓扑,基于STM32系列微控制器的全数字控制PFC和DC-DC变换器,首先对数字化开关电源方案进行对比,然后阐述了200 W数字开关电源整体方案,并对数字开关电源的无桥PFC和半桥LLC变换器进行系统研究。
2024-03-06 09:09:19 651KB 无桥PFC
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本套加速器高频低电平系统(LLRF)是中国ADS注入器II高频系统的原型机,其工作频率为162.5 MHz,以实现超导加速腔的幅度与相位稳定控制和谐振频率调节。该系统主要由射频前端和数字信号处理FPGA两部分组成。射频前端主要实现高频信号的上下变频和电平匹配;数字信号处理FPGA是系统的核心,主要完成射频信号幅值与相位的数字稳定控制,超导腔谐振频率控制,以及1 000 M以太网通信。在实验室环境下,对该系统进行了幅度和相位稳定度测试,相位稳定度峰峰值为±0.3°,有效值为0.09°,幅值相对稳定度峰峰值为±5×10-3,有效值为3.2×10-3,达到了设计要求。
2023-03-06 11:34:54 616KB 低电平系统
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数字控制是指控制系统中发出的信号是脉冲信号。数字式全闭环伺服控制系统是一种同时具有位置控制和速度控制两种功能的反馈控制系统。控制单元发出的指定位置值与位置检测值的差值就是位置误差,它反映的实际位置总是滞后于指定位置值。位置误差经处理后作为速度控制量控制进给电机的旋转,使实际位置也以此速度变化,而且实际位置始终跟随指定位置,当指定位置停止变化时,实际位置等于指定位置。数字控制系统的优点是,由于采用数字信号,抗干扰能力强; 应用系统简单,易于开发; 系统稳定性好。 传统的交流伺服系统是典型的速度闭环系统,伺服驱动器从主控制系统接收电压变化范围为-ui~+ui的速度指令信号。电压从-ui变化到+ui的过程中,伺服电机可实现从反转最高速上升到零,然后再上升到正转最高速。但是,这种交流伺服系统只能实现对速度的闭环控制,还不能直接实现对位置的闭环控制。要实现对位置的闭环控制,必须在伺服电机和控制系统之间构成一个位置环。
2023-03-03 10:26:59 181KB 全数字伺服 插补
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基于FPGA的全数字锁相环
2023-02-13 16:49:20 2MB FPGA
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针对核辐射能谱、正电子湮没符合多普勒展宽谱测量的需求,设计了一种基于FPGA的全数字双通道符合多普勒展宽系统。该系统以16 bit模数转换芯片AD9269-80为前端,将高纯锗探测器采集到的模拟信号转化为数字信号,该数字信号进入系统后端的FPGA芯片中进行数字处理。FPGA通过滑动平均窗口、乒乓操作、自定义IP核等实现对核脉冲信号的处理,包括波形降噪、梯形滤波、基线恢复、堆积识别、阈值判断、数据缓存等,从而得到核脉冲的幅度信息和时间信息。再由网口模块与上位机之间进行通信,采用UDP协议进行幅度、时间信息的传输,得到核信号的能谱。系统采用双通道对正电子符合多普勒展宽谱测量,得到二维符合图谱。
2022-11-01 15:53:05 387KB 正电子湮没辐射多普勒展宽
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具有多种误差抑制功能的全数字RDC算法,董文博,徐永向,轴角数字变换(RDC)通常在基于旋转变压器的测系统中用于测定电机转子的角位置。当旋变的两路输出信号存在不平衡和谐波干扰时,传
2022-10-25 10:46:02 347KB 旋转变压器
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数字信号处理的一些matlab代码,来自一名通信本科生的分享
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全数字步进电机驱动器 DM245M 好东东啊
2022-10-19 11:48:03 265KB 全数字 步进电机 驱动器 DM245M
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1. 理解 QAM 调制的一般原理 2. 掌握数字调制的一般流程 3. 掌握全数字接收机的设计方法 4. 理解同步的概念
2022-10-15 19:05:03 13KB MATLAB QAM
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