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还是COSTAS环问题  

2017-01-03 21:04:15|  分类: 锁相环技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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时 间:2017年1月1日 星期日 上午10:00 收件人:"duyongcn" <duyongcn@sina.cn>
杜勇老师,您好,我最近读了您的《锁相环技术原理与FPGA实现》,《数字调制解调技术的Matlab与FPGA实现》(VHDL版)以及《数字通信同步技术的Matlab与FPGA实现三本书》,其中有两个关于Costas问题让我很费解。想请教一下杜老师。我用的工具是Xilinx公司的Vivado2015.4.2,芯片是Artix-7,ModelSim软件版本是10.1.c。
问题1:在确定环路滤波器的有效输出位宽Bloop的时候,由于环路滤波器和鉴相乘法器并不改变有效位宽,是不是意味着环路滤波器的有效输出位宽Bloop实质上就是低通滤波器的有效输出位宽。(回复:可以这样理解,关键在于理解歪路增益的计算方法)

问题2:在确定低通滤波器的有效输出位宽的时候,按照您给的思路是把低通滤波器的所有系数绝对值的和加起来以后得到的数据位宽与低通滤波器输入数据位宽相加来确定低通滤波器的输出有效位宽,事实上,当我在Vivado中导入滤波器系数,选定滤波器系数的位宽与输入数据位宽,FIR数字滤波器IP核已经自动帮我算出了滤波器的有效数据位宽,据我的观察,IP核自动帮我算出了滤波器的有效数据位宽好像就是按照您的这个思路自动生成的,不知道我理解的是否有偏差?(回复:是这样的。)现在我的问题是,在我仿真的过程中实际有效的低通滤波器的数据位宽是比IP core自动生成的数据位宽低2~3位。比如,《数字调制解调技术的Matlab与FPGA实现》(VHDL版)这本书275页算出的环路滤波器的有效输出位宽Bloop是26位,但是我通过ModelSim观察到的有效数据其实只有24位,第25位和第26位仅仅是第24位的符号位扩展,那么最终我确定低通滤波器的有效输出位的时候是取IP自动生成的26位还是我通过ModelSim观察而得到的24位呢?(回复:准确FIR滤波器的增益计算方法在锁相环一书中有详细说明,MATLAB设计的滤波器增益为1,数字量化后产生的增益就是FIR滤波器的增益,这个值系数绝对值之和相近,为确保滤波器运算不溢出,以系数绝对值之和为其增益。两者相差1~2倍。环路滤波器增益值影响到C1、C2的计算,这两个值均可通过仿真在工程设计时调整,以获取最佳效果。

问题3:在《锁相环技术原理与FPGA实现》这本书最后一个Costas环的例子中,我按照您的设计思路完整的做了一遍得到了和您一样的收敛结果:同相支路为解调出来的基带信号,正交支路逐渐收敛为0.但是在《数字调制解调技术的Matlab与FPGA实现》(VHDL版)这本书中第274页的Costas环的例子中,我的所有参数都和您选取的是一样的,但最终得到的结果确是:同相支路得到了清晰的基带信号,正交支路也得到了清晰地基带信号,正交支路并没有收敛,但是当我加一定的频偏的时候,环路呈现和你书中第300页图7-22一样的结果。这个问题困扰了我很久,没有去管它,但是当我继续做《数字调制解调技术的Matlab与FPGA实现》(VHDL版)这本书第296页极性Coatas环的实验的时候,我看到您书中第300页的仿真结果竟然和我做Costas环的仿真结果一模一样:同相支路得到了清晰的基带信号,正交支路也得到了清晰地基带信号,而并没有收敛。请问这倒是是哪里的问题,是参数选取不合适吗?因为您的书中第275页公式(7—11)是错误的,少了一个平方,而且单位好像也用的不正确,您的书中用的是kHz直接计算的,而据我了解单位应该得用rad/s来计算,不知道我的理解是否有误。请杜勇老师指正。(回复:您所讲的同相支路正确收敛得到正确信号,正交支路未收敛,一般来讲这不太可能的啊。啊。是否因为收敛较快,正交支路均处于轻小的值,没有收敛的变化而已?该书的勘误表在博客中查看。目前正在对该书改版,除增加一些内容外,还要修改前一版的勘误。祝新年愉快!
2017到了,祝您和您家人身体健康,万事如意。元旦快乐!!

博客读者交流区:http://duyongcn.blog.163.com/blog/static/213954132201411198440622/#
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