用matlab对基带信号进行调频,基于SIMULINK的模拟锁相环调频调制器研究与设计
设计应用飞基于SIMULINK的模拟锁相环调频调制器研究与设计 广州大学物理与电子工程学院黄俊奇 〖要〕利用賴相坏能够对偿号进行自动跟踪和捕提》代通信屎统广'泛是将锁相坯应用总调频技．杷0生柞盔、环路低通滤器、压狴歲荡器构成锁相环主 体。本文MATL提供的$]m山山方真平一氙直厩地塔建出模拟锁莊环调频和调器仿粪图，实现并证锁相环调频效果。 〖禾键词〕Smubnk;锁相环，调频0訁号 随着信息化社会对电了通信技术越来越哥的要求，锁相环凭借着其优良的信号跟踪等特性、正得到越来越多的重视和应用。镇相环将反馈输出：信号与参考输入信号进行相位比较，并产生含有相位误差信息的电压来控制输出信号的振荡频率，。使得环路能够锁定于与参考输人亻訁号同频的状态中[1 ]。锁相环主要应用在倾率合成、 调制解调、位同步与载波提取三个方面 信号频率调蒲刂需要通信系统根据基带信号的变化产生不同频率的输出振荡波、由于锁相环实现的是对信号频率的控制，所以通过其可以方傴地实现倾率调制和解调。文章利用MAT〔斓R2010a屮的s Ink软件在模拟通信领域利用锁相环依次进行调频和解调的 真，并对实验过程和嗷果进行探时，“ 1．模拟锁相环的频技术原理 把基带信号插入到锁相环的低频分，以此对\℃0做频率的调制。原理框如图1所示。· 倍号 环汲 P) 图1锁相环调频电路原理图 调频过程中，在这种具有载跟踪特性的锁相环路内，还0输出信号振荡频率伴随着输入调制信号的变化，并且可以发生较的偏移，从而形成调频波输出。同时，让基带调制信号的频谱处于环路低通滤波器通带之外“使调制信号不会通过环路低通滤波器，从而可以让VCO的中心顿率锁定于稳定度很高的输入晶体振荡频率上@ 2.Si口nk模型的构建与分析 2．1模拟锁相环调器 囗 图2模拟相环训频器仿真图 在图2模拟锁相环调頻仿真模型中，调频器运用锁相环产生调频信号。将载波输入鉴频器的其中一个输入端。鉴顼器的作用是比较输入信号Ui(t)(此处征是载浪信号)与压控振荡器输山信号0@ 的、相位，其输出U 0是这两个信号相位差的函数。，这里选乘法器"Product ”作为鉴频器。鉴频器的另一个入端接收中心频率w《压控振荡器¥0〕的输出反馈信号。锁相环输人载波信号的表达式为： 0一s哣十)压控振荡器输出振荡信号的表达式为： (2) 以上两者经过乘法器相乘之后，输出Ud的表达式为： 0@：00U (t)=-sn(2wqt+p—p0+—sinGq-po) 载波的中心频率为1300HZ，压控振荡器的输出中心率集中在00～1300旧之间。经过乘法器之后，输出信号的频率集屮在 00牖和佣附近孙 将乘法器的输出后气)送入环路低通滤波器之中，目的是将Lia@中的高频分量滤掉，在实际工程中还会包招臊声于扰信号的滤除，最后得到控制电压U。@。Lld@中的高频分量表达式为《一sin(2“十+〕 2 环路低通滤波器在锁相环路中扮演了窄带滤波的角色。窄带滤器的通带有多窄而又不会导致滤除需睾的直流信号往往是评判 0 设讦的锁相环电路性能优良的重要依据冈。现实通信系统中，在几十兆赫的频率范围内，实现几十兆赫甚至几兆赫的窄带滤波，可以有效地将混进输入信号中的噪声和杂散干扰滤除掉仿真图2中选取四阶巴特沃思(Butterw酊th)模拟低通滤氵皮器。 随后，需要将基带亻訁号插入到呸路的低频信号中。仿真图2中将基带信号与鈈路低通滤波器的输出0(t)用加法器相加得到新的控制电压0@，目：的是为了将基带信号的信号变化反呋到压控振荡器的电压控制输入端，以此控制压控振荡器输出带有基带信号变化信息的高顼调频波。本
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