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用软件实现PLL正确锁定及功率自动调整

2011-12-07 2页 pdf 177KB 19阅读

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用软件实现PLL正确锁定及功率自动调整 第 � � 卷 第 期 无 线 电 通 信 技 术 � ! ! ! 用软件实现 ∀# # 正确锁定及功率自动调整 李 强 ∃信息产业部电子第 %& 研究所 石家庄 ! %! !!� ∋ 摘要 介绍 了一种在锁相环 中 自动调整猪入信号功率并鉴别输 入信号中的主语信号与边带信号的方法 , 并给 出了软件实现 的程 序流程图 。 此方案对接收信 号中存在边 带 , 且主语信号的功率大于边带信 号功率的锁相环应用 有一 定的参考价值 。 关键词 防止 错锁边带 功率 自动调整 锁相环 扫措电压范围 ( 概述 在锁相环应...
用软件实现PLL正确锁定及功率自动调整
第 � � 卷 第 期 无 线 电 通 信 技 术 � ! ! ! 用软件实现 ∀# # 正确锁定及功率自动调整 李 强 ∃信息产业部电子第 %& 研究所 石家庄 ! %! !!� ∋ 摘要 介绍 了一种在锁相环 中 自动调整猪入信号功率并鉴别输 入信号中的主语信号与边带信号的方法 , 并给 出了软件实现 的程 序流程图 。 此对接收信 号中存在边 带 , 且主语信号的功率大于边带信 号功率的锁相环应用 有一 定的参考价值 。 关键词 防止 错锁边带 功率 自动调整 锁相环 扫措电压范围 ( 概述 在锁相环应用中 , 如果输入信号中既有主谱信 号又有边带信号 , 若不采取 , 则锁相环有可能错 锁在边带上 , 使应用 电路工作不正常。 对于输入功 率变化范围大的信号 , 通常采用衰减器阵列 , 这就存 在体积大 , 须手动等缺点 。 为此我们采用微机与数 模转换器来对 ∀# # 与电压控制增益放大器进行控 制 , 从而较好的解决了上述两个问题。 因为功率 自 动调整并非每刻都需进行 , 因此它仅在需要时调用 相关程序进行功率自动调整 。 � 锁相环与微机的组成 锁相环与微机的简要组成如图 ( 所示 , 图中射 频信号进入 电压控制增益放大器 ) ∗ + 后经带通滤 波器 ,− 进 入 混 频 器 ) . , 在 ) . 中与 来自 / + 0 的信号混 出中频 , 中频信号经 放大 、 滤波 、 限幅后 送给鉴相器 ∀1 2 和 ∀13 , ∀1 2 和 ∀13 分 别与来自本振 0 4+ 的 ! 度信号与 5 ! 度 信号鉴相 , ∀.∋( 的输 出经低通滤波器 #− 后与来自 1 63 的控 图 . 锁相环与徽机 的组成框图 制电压相加一 同控 制 / +0 形成锁相 环路 , ∀13 的 输出经锁定检测后一路去控制扫描振荡器形成扫描 电路 , 另一路送给微机作为检测信号。 ( 5 5 5 年 � 月 � 日收稿 另外 , 滤波后中频信号分出一路进入检波器 , 检 波器的输出信号送给微机控制的 6 .〕( 7低通滤波器 # − 的输出信号分 出一路进入微机控制的 6 1 3 。 用软件实现正确锁定及输入功率自 动调整的思路 在图 ( 中 , 当锁相环路锁定后 , 检波器的输 出电 压将如实的反映电压控制增益放大器 )∗ + 电路的 输 出功率 , 如此只要通过 6 1 2来采集检测器的输出 电压再通过微机来调节 (∋6 . 的输 出电压从而控制 ) ∗ + 电路的输出功率使检波器的输出电压到某一 确定值 , 就可实现输入功率的 自动调整。 由于输入信号中存在边带信号 , 若采用在锁相 环整个入锁频率上 的全范围内的扫描电路 , 则锁相 环有可能锁在边带信号上 , 所以要想不锁边带信号 , 可以采用窄范围的扫描 电路 , 在此扫描 电压范围内 只能存在一个可以锁定的信号 , 用微机来控制 1 6 的输出电压和窄范围的扫描电路的输出电压相加就 能实现在锁相环整个人锁频率上的扫描 。 用微机来 控制的 1 6 的输出电压使之以窄范围的扫描 电压为 步进一步一步地找出整个入锁频率范围内存在的可 锁定的频率 , 并记录下它 们的功率信息和 1 6 电压 值 , 找出功率最强信号的 1 6 值 , 此 1 6 值对应的可 锁定的信号就是输 入信号 中的主信号 。 为防止 / +〔∋的频率漂移漂 出窄范围的扫描 电压可入锁的 范围 , 所以加上扫描中心校正 7方法是采用一路 6 .∋ 转换来采集扫描 电路的输出电压 , 在锁相环路锁定 主信号时记下扫描 电路的输出电压 , 这样扫描电路 的最佳扫描中心电压值为此时的 1 6 电压值加上扫 描电路的输出 电压 。 以后开机工作时 只要设 人此 1 6 电压值就可以防止错锁边带 。 从图 ( 可以看 出 , 1 八� 用来产生步进电压信号 一 % 8 一 / 9 .: � � ; 9 : < = > ?9 +冶≅ ≅ Α Β ?Χ= Δ ?9Β Ε Φ Χ ΧΓΒ9 .9 Η Ι � ! ! ! 从而控制窄范围扫描 电路的扫描中心 , 6 1 3 被用来 采集扫描电路的输 出电压 。 这样 只要合理的电 路的参数和软件流程就可用软件实现防止错锁边带 及功率自动调整 。 & 电路的设计 根据输入信号的功率变化范围来确定 )∗ + 放 大器的动态范围及 1 6 2 的输出电压范围与精度 。 )∗ + 放大器的增益可控范围必须大于输入信号的 功率范围 , 由于 1 6 转换器的精度与位数直接相关 , 所以应合理选择 16 2 的位数 。 检波器的工作范围 不能太小 , 但也没必要非得有输入信号那么大的功 率范围。 假如输入信号范围为 %! >, , 检波器的线性 工作范围有 (! >, 也就够了。 根据 / + 0 的控制电压范围及斜率以及边带之 间的最小频率间隔来确定 1 63 的步进输出电压及 扫描电路的扫描 电压范围 。 假设 / +0 的控制 电压 范围为 (! / , 斜率 为 0ϑΚ ΛΜ / , 边带之 间的最 小频 率间隔为 � ! ϑ Κ Λ , 则 可如下设计 Ν 要分辩 出间隔 为 30ϑ Κ Ν 的两个信号 , 扫描电路的频率扫描范围应小 于 30ϑ Κ Λ , 这里可取 (% ϑ Κ Λ , 对应 / +0 的控制电压 为 ! : % / , 为 防止 漏锁信号 应 留 有一 定的电 压余 量 , 可 取 扫 描 电 路 电 压 的 扫 描 范围为 一 ! : �Ο / 一 Π ! : � Ο / 7 如此 1 63 的输出电压步进量为 ! : % / , 总 步数为 � ! 步 。 % 实现正确锁定及功率自动调整的 流程 根据以上的设计思路 , 经过反复设计和实验后 , 得到如 下流 程 图 ∃见 图 � ∋。 在 流 程 图中 1 6 2 和 163 为两个 1 6 的输出电压值 , 6 1 2和 6 1 3 为两个 6 1 的输入电压值 , 6 . 、6� 、, 、+ 、; 为微机的五个 内 部寄存器 。 #0 +Θ 为 ∀## 环是否入锁 。 如图 � 中 , 假定要得到检波器 的输 出电压值为 4/ , / +0 的工 作电压范围为 ! 一 (! / , 斜率为 ! ϑΚ ΛΜ / , 边带之间 的最小频率间隔为 �! ϑΚ Ν 。 111 凡 ,州 : ! 八 �刁刁 八八 御: 0 ;闷 卜卜 「「∋Ρ 卜 .从 ::::: 黔黔ΠΠΠ 2ΚΚΚΚΚΚΚ ‘‘ ::: ::::: 图 � 用软件实现 的流程 图 � 结束语 本文给出了一种应 用于 ∀## 的用微机实现防 止错锁边带及输入功率 自动调整的方案 , 给出了用 软件实现的流程图 。 实际应用中可能两种功能仅需 一种 , 那么在以上流程图稍加改进就可 。 用此方案 实现最初入锁时间稍长 , 但是一旦 1 6 2 和 1 63 的 初始值确定后 , 由于扫描电路的扫描范围只为原来 的 (Μ ; , 所以在相同扫描斜率下平均入锁时间也将 为原来的 (Μ ; , 在此 ; 为 / +∃〕的分段数 。 运用此 方案设计的几种接收机 , 已用于多种工程 , 且经过多 年的考验 , 工作稳定可靠 , 证明此方案切实可行 , 具 有推广应用价值 。 飞古去、圣古勺孟委:(王.孟勺Σ广一一Τ一一个通信专业重点期刊双 月刊 欢迎订阅 � ! ! ! 年《无线电通信技术》 邮发代号 Ν (Ο 一 (&5它是 电子 第 % & 研 究所主办 , 广泛吸收全 国 同行来稿的全 国中文核心期刊 , 属 国家重 :点检索刊物之一 。技米性强 , 信息量大 , 实用价值 高 , 质量上乘 。一一一一才Νϑ
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