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锁相环路中鉴相增益的计算  

2015-07-18 23:21:44|  分类: 通信同步技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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蓝笛的魔咒
老师您的costas程序里有这样一段注释:“%如果采用同相正交支路相乘运算获取鉴相值 %为使滤波器增益为1,需对滤波后的数据进行增益处理 %pd(i)=1/glpf*lpf_i(len)*lpf_q(len);”系数1/glpf是估计的滤波器增益,程序里用的是IIR滤波器,如果用FIR滤波器应当怎么处理?还有就是为什么要这么处理? 第二个问题:书里P115,计算环路总增益时,环路滤波器有效数据位数Blp=15,Tdds=8/fs,相位累加字位数应当为N=19时,环路增益K=0.7854,而非书里写的N=29;老师这儿是不是错了?
1分钟前 回复:
1)关于鉴相滤波器增益的处理问题。
博客中给出的COSTAS环MATALB仿真是完全根据模拟锁相环路的思想设计的。之所以要便鉴相乘法器输出的增益为1,是为了将环路增益统一到K0这个值来设置。
对于使用ATAN函数求取鉴相差来讲,ATAN函数输出的值对应于角度值,范围为-PI/2~PI/2。对于IIR滤波器来讲,滤波增益可以看作为LPF_B(1)/LPF_A(1)(博客中的程序已更正),因此,在乘法运算时对其除以其增益系数,近似使其为1;对于FIR滤波器来讲,函数设计的渺滤波器增益本身就是1,因此不需要处理。但通过仿真可知,当FIR滤波器长度过长时(大于12)时,程序环路不收敛。采用上述方法对滤波器进行增益处理,与采用ATAN方法计算相差相比,从仿真结果看存在较大误差。因此实际过程中,需要对增益参数进行调整,如何进行理论计算,比较难以给出准确的公式。这说明给出的仿真程序模型还不够准确。
2)书中的FPGA实例中,环路的增益的计算方法与博客中的MATLAB程序是不一样的,主要是需要考虑对数据量化处理后带来的影响,采用的模型是全数字化模型,环路增益的计算在实际工程中也需要进行适当调整,以获取最佳效果,书中的给出的计算方法也只能得出近似结果。
3)P115中说明相位累加字的这段文字有误,实际情况是:后续设计IIR滤波器时,将IIR滤波输出增益增加到1024倍,环路滤波器输出位宽增加到了25比特,因此N=29。这一段内容没有交待清楚。我会在博客中加以更正。
4)有关锁相环的原理及FPGA设计内容,我正计划写专门一本书《锁相环原理及FPGA实现》(http://duyongcn.blog.163.com/blog/static/21395413220154792923983/),敬请关注!
祝愉快!

修改| 删除

07-15 22:21蓝笛的魔咒
感谢老师。还有个问题,就是你的那个costas的程序中,签相器如果用乘法器的话需要对数据进行增益处理,为什么?是怎么处理的?程序中LPF用的是IIR滤波器,如果是FIR滤波器应当怎样处理?同步的书里只有实现,没讲这个……而且通信原理中只说了用乘法器签相,没提到增益的处理。困惑啊!
07-16 22:15 回复:
COSTAS环中MATLAB程序,乘法器没有进行增益处理。如果用LPF,增益计算请参考书中5.4节内容。

修改| 删除

07-14 22:01蓝笛的魔咒
老师好,问一个基础性的问题。最近看了数字通信同步技术的FPGA和FPGA实现(VHDL)版,第3章中3.5节讲了几个锁相环路的应用,我对调幅信号的相干解调进行了MATLAB仿真,按照图3-15,结合第4章讲的内容 ,有个问题一直没法解决。签相器的输出是相位误差信号,这个信号经过环路滤波器后是怎么控制VCO的输出的?MATLAB仿真的时候这个信号是与时间t有关的变量……第四章中只讲了VHDL实现,没有相关的MATLAB仿真。老师有没有这个仿真?
07-15 19:47 回复:
你好!
鉴相器输出的不是相位误差信号,输出的是与相位误差信号成比例的电压信号,这个信号就可以控制VCO输出了。相关理论可查看(http://duyongcn.blog.163.com/blog/static/21395413220154792923983/)
COSTAS环的MATLAB程序见:http://duyongcn.blog.163.com/blog/static/2139541322014103010181892/#


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