流水线电路结构的全数字锁相环的研究与设计
发布时间：2021-05-14 19:23
锁相环电路在电子系统是个很重要的模块。其本质上是个闭环反馈控制系统,通过比较输入信号和输出反馈信号的相位差,控制振荡器的输出频率的大小,最后使锁相环的相位锁定。全数字锁相环相比传统锁相环拥有较高的集成度、灵活的配置性和快速的可移植性好的特点。但是,现有全数字锁相环仍然还存在锁相速度慢、功耗高、以及系统设计参数不能够动态调节等问题。本课题针对这些问题提出一种流水线电路结构的全数字锁相环。该锁相环主要由数字鉴相器、数字滤波器、数控振荡器、自动变模电路和自动测频电路构成。其中数字鉴相器采用双D触发器型的鉴相器,数字滤波器由可逆计数器构成,数控振荡器由加扣脉冲电路和N分频器组成。该设计的创新点在于用流水线技术去优化全数字锁相环系统中数字滤波器模块,N分频器,自动变模电路和自动测频电路的电路结构,可以提高系统的锁相速度,降低功耗;实现了对流水线电路结构的锁相环系统参数的动态调节,提高了锁相系统的性能。其中自动变模电路可以根据相位误差变化自动调节数字滤波器的参数的变化,解决锁相速度与系统稳定性之间的矛盾;自动测频电路可以根据输入频率的变化自动调节N分频器的参数,提高了锁相环的频率跟踪速度,扩大了锁...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 文章的主要结构
第2章 锁相环简介与建模分析
2.1 模拟锁相环
2.2 数模混合锁相环
2.3 全数字锁相环
2.3.1 数字鉴相器
2.3.2 数字滤波器
2.3.3 数控振荡器
2.4 锁相环的主要应用和性能指标
2.4.1 锁相环的主要应用
2.4.2 锁相环的主要性能指标
2.5 自动变模的全数字锁相环的数学模型
2.5.1 二阶系统的数学模型分析
2.5.2 自动变模的全数字锁相环的数学模型分析
2.6 本章小结
第3章 流水线电路结构的全数字锁相环设计
3.1 流水线技术
3.1.1 流水线技术的工作原理
3.1.2 流水线技术在FPGA中的应用
3.2 流水线电路结构的全数字锁相环设计方案
3.2.1 双D触发鉴相器
3.2.2 流水线自动变模电路
3.2.3 流水线可变模数字滤波器
3.2.4 加扣脉冲控制电路
3.2.5 流水线N分频器
3.2.6 流水线自动测频电路
3.3 本章小结
第4章 系统仿真与硬件测试
4.1 系统顶层电路设计及仿真
4.1.1 系统的仿真结果
4.1.2 系统的仿真分析
4.2 硬件测试结果
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 研究工作总结
5.2 未来展望
参考文献
发表论文及科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种采用pipeline-ΔΣ时间-数字转换器的全数字锁相环[J]. 王子轩,张聪,耿鑫,丁浩,徐浩,郭宇锋,王嵘. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]用于快速锁定全数字锁相环的反馈调节算法[J]. 谢琳琳,王扬,乔树山,黑勇. 西安电子科技大学学报. 2018(03)
[3]一种消除反馈延迟的全数字锁相环[J]. 孙高阳,刘亚静,李秉格,朱玉龙,范瑜. 电工技术学报. 2017(20)
[4]一种结合高精度TDC的快速全数字锁相环[J]. 姚亚峰,孙金傲,霍兴华,刘建. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(08)
[5]浅析锁相环技术的应用和发展[J]. 王倩. 电子世界. 2017(11)
[6]自变模无线电能传输全数字锁相环[J]. 温梓慎,崔玉龙,范好亮. 电子产品世界. 2017(06)
[7]基于互感器的数字锁相环设计[J]. 何松原,陈荣. 电子技术应用. 2017(02)
[8]一种基于FPGA的锁相环路及其应用[J]. 张鹏泉,李羚梅,曹晓冬. 信息系统工程. 2016(10)
[9]基于FPGA的快速数字锁相环实现[J]. 杨湲,肖顺文,邹文辉,易欢,李怡琳. 乐山师范学院学报. 2016(08)
[10]基于FPGA的全数字锁相环电路的设计[J]. 张楠. 长春理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
硕士论文
[1]基于小数N分频的电荷泵锁相环研究与设计[D]. 林鑫.深圳大学 2017
[2]宽频域自动变模控制的全数字锁相环的研究[D]. 李凤华.南华大学 2016
[3]一种新型宽频域全数字锁相环的研究与设计[D]. 刘丹丹.南华大学 2015
[4]基于FPGA的新型全数字锁相环的设计与实现[D]. 王华军.电子科技大学 2015
[5]快速自适应全数字锁相环的研究与设计[D]. 盛臻.南华大学 2014
[6]基于TDC的全数字锁相环研究与设计[D]. 张陆.南京邮电大学 2014
[7]高精度自动变模控制全数字锁相环研究与设计[D]. 刘文.湖南大学 2010
[8]应用于SoC的全数字锁相环设计[D]. 王子青.天津大学 2010
本文编号：3186193
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 文章的主要结构
第2章 锁相环简介与建模分析
2.1 模拟锁相环
2.2 数模混合锁相环
2.3 全数字锁相环
2.3.1 数字鉴相器
2.3.2 数字滤波器
2.3.3 数控振荡器
2.4 锁相环的主要应用和性能指标
2.4.1 锁相环的主要应用
2.4.2 锁相环的主要性能指标
2.5 自动变模的全数字锁相环的数学模型
2.5.1 二阶系统的数学模型分析
2.5.2 自动变模的全数字锁相环的数学模型分析
2.6 本章小结
第3章 流水线电路结构的全数字锁相环设计
3.1 流水线技术
3.1.1 流水线技术的工作原理
3.1.2 流水线技术在FPGA中的应用
3.2 流水线电路结构的全数字锁相环设计方案
3.2.1 双D触发鉴相器
3.2.2 流水线自动变模电路
3.2.3 流水线可变模数字滤波器
3.2.4 加扣脉冲控制电路
3.2.5 流水线N分频器
3.2.6 流水线自动测频电路
3.3 本章小结
第4章 系统仿真与硬件测试
4.1 系统顶层电路设计及仿真
4.1.1 系统的仿真结果
4.1.2 系统的仿真分析
4.2 硬件测试结果
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 研究工作总结
5.2 未来展望
参考文献
发表论文及科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种采用pipeline-ΔΣ时间-数字转换器的全数字锁相环[J]. 王子轩,张聪,耿鑫,丁浩,徐浩,郭宇锋,王嵘. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]用于快速锁定全数字锁相环的反馈调节算法[J]. 谢琳琳,王扬,乔树山,黑勇. 西安电子科技大学学报. 2018(03)
[3]一种消除反馈延迟的全数字锁相环[J]. 孙高阳,刘亚静,李秉格,朱玉龙,范瑜. 电工技术学报. 2017(20)
[4]一种结合高精度TDC的快速全数字锁相环[J]. 姚亚峰,孙金傲,霍兴华,刘建. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(08)
[5]浅析锁相环技术的应用和发展[J]. 王倩. 电子世界. 2017(11)
[6]自变模无线电能传输全数字锁相环[J]. 温梓慎,崔玉龙,范好亮. 电子产品世界. 2017(06)
[7]基于互感器的数字锁相环设计[J]. 何松原,陈荣. 电子技术应用. 2017(02)
[8]一种基于FPGA的锁相环路及其应用[J]. 张鹏泉,李羚梅,曹晓冬. 信息系统工程. 2016(10)
[9]基于FPGA的快速数字锁相环实现[J]. 杨湲,肖顺文,邹文辉,易欢,李怡琳. 乐山师范学院学报. 2016(08)
[10]基于FPGA的全数字锁相环电路的设计[J]. 张楠. 长春理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
硕士论文
[1]基于小数N分频的电荷泵锁相环研究与设计[D]. 林鑫.深圳大学 2017
[2]宽频域自动变模控制的全数字锁相环的研究[D]. 李凤华.南华大学 2016
[3]一种新型宽频域全数字锁相环的研究与设计[D]. 刘丹丹.南华大学 2015
[4]基于FPGA的新型全数字锁相环的设计与实现[D]. 王华军.电子科技大学 2015
[5]快速自适应全数字锁相环的研究与设计[D]. 盛臻.南华大学 2014
[6]基于TDC的全数字锁相环研究与设计[D]. 张陆.南京邮电大学 2014
[7]高精度自动变模控制全数字锁相环研究与设计[D]. 刘文.湖南大学 2010
[8]应用于SoC的全数字锁相环设计[D]. 王子青.天津大学 2010
本文编号：3186193
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