本文關(guān)鍵詞：一種低復(fù)雜度的線性全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：數(shù)字鎖相環(huán)具有數(shù)字電路的高可靠性、較小面積、低廉價(jià)格等優(yōu)勢,同時(shí)解決了模擬鎖相環(huán)存在的直流零點(diǎn)漂移、易受電源電壓和環(huán)境中溫度變化影響等缺點(diǎn),另外還具有天生的對離散值實(shí)時(shí)處理的能力,因而目前已經(jīng)成為鎖相環(huán)技術(shù)的發(fā)展方向。當(dāng)今在使用數(shù)字電路等價(jià)實(shí)現(xiàn)模擬電路、射頻電路的研究領(lǐng)域產(chǎn)生了極大的需求,所以本文將對由全部數(shù)字模塊組成的鎖相環(huán)進(jìn)行研究與分析。本論文設(shè)計(jì)了兩種直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)結(jié)構(gòu)有區(qū)別的全數(shù)字鎖相環(huán)。均使用解析濾波器來得到輸入正弦信號的同相分量和正交分量,使用基于多級流水線坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算(CORDIC)結(jié)構(gòu)的反正切相位值獲取結(jié)構(gòu)來從輸入信號的同相分量和正交分量中得到原信號的相位值信息。使用一種不影響全數(shù)字鎖相環(huán)傳輸函數(shù)的相位展開結(jié)構(gòu)來增大相位差值的檢測范圍從而增大鎖定頻率范圍以及減小鎖定時(shí)間。使用傳統(tǒng)的二階比例積分濾波器作為環(huán)路濾波器,通過使用主導(dǎo)極點(diǎn)的方法,可以將帶有環(huán)路延遲的數(shù)字鎖相環(huán)轉(zhuǎn)化為一個(gè)二階系統(tǒng),從而在瞬態(tài)行為上逼近理論上的二階系統(tǒng),同時(shí)能使我們的環(huán)路濾波器適用于帶有高階環(huán)路延遲的全數(shù)字鎖相環(huán)系統(tǒng)。在數(shù)控振蕩器的設(shè)計(jì)上,我們使用DDS來實(shí)現(xiàn),先后設(shè)計(jì)了基于LUT結(jié)構(gòu)和基于CORDIC結(jié)構(gòu)的DDS。本文對上述設(shè)計(jì)中的各模塊以及整體進(jìn)行了行為級建模、RTL設(shè)計(jì),然后選取了合適的結(jié)構(gòu),即二階解析濾波器、分別基于16級流水線CORDIC結(jié)構(gòu)的相位值獲取結(jié)構(gòu)和DDS結(jié)構(gòu)進(jìn)行了ASIC設(shè)計(jì)�；赟MIC0.13mm工藝,使用synopsys公司的ASIC設(shè)計(jì)工具來完成ASIC設(shè)計(jì),后仿結(jié)果與前仿結(jié)果一致,鎖定時(shí)間約為4ms,相位差值約為6.4312°,最后生成的芯片面積為1*1 mm~2。
【關(guān)鍵詞】：全數(shù)字鎖相環(huán) 行為級模型 ASIC
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 研究背景和意義10
• 1.2 數(shù)字鎖相環(huán)的發(fā)展以及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第二章 數(shù)字鎖相環(huán)概述13-28
• 2.1 數(shù)字鎖相環(huán)的基本原理13-14
• 2.1.1 模擬鎖相環(huán)基本原理13
• 2.1.2 數(shù)字鎖相環(huán)基本原理13-14
• 2.2 早期數(shù)字鎖相環(huán)的基本類型14-18
• 2.2.1 Flip-flop型14-15
• 2.2.2 Nyquist-rate型15
• 2.2.3 Lead-lag型15-16
• 2.2.4 Exclusive-or型16-17
• 2.2.5 Zero-crossing型17
• 2.2.6 DTL（Digital Tanlock Loop）型17-18
• 2.2.7 TDTL（Time-Delay Digital Tanlock Loop）型18
• 2.3 目前數(shù)字鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)類型18-27
• 2.3.1 鑒相器19-21
• 2.3.2 數(shù)字環(huán)路濾波器21-22
• 2.3.3 數(shù)控振蕩器22-23
• 2.3.4 分頻器23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)和建模分析28-58
• 3.1 連續(xù)域鎖相環(huán)的模型28-30
• 3.1.1 連續(xù)域鎖相環(huán)的相位模型28-30
• 3.1.2 連續(xù)域鎖相環(huán)濾波器的傳輸函數(shù)30
• 3.2 離散域鎖相環(huán)的模型30-31
• 3.3 鑒相器31-42
• 3.3.1 基于解析濾波器和CORDIC算法的鑒相器原理31-32
• 3.3.2 解析濾波器32-40
• 3.3.3 相位獲取結(jié)構(gòu)40-42
• 3.4 相位展開結(jié)構(gòu)42-44
• 3.5 環(huán)路濾波器44-50
• 3.6 數(shù)控振蕩器50-52
• 3.6.1 基于LUT結(jié)構(gòu)的直接數(shù)字式頻率合成器50-51
• 3.6.2 基于CORDIC結(jié)構(gòu)的直接數(shù)字式頻率合成器51-52
• 3.7 全數(shù)字鎖相環(huán)整體的行為級仿真52-57
• 3.7.1 行為級模型的建立52-53
• 3.7.2 LUT結(jié)構(gòu)DDS全數(shù)字鎖相環(huán)的行為級仿真53-56
• 3.7.3 CORDIC結(jié)構(gòu)DDS全數(shù)字鎖相環(huán)的行為級仿真56-57
• 3.8 本章小結(jié)57-58
• 第四章 全數(shù)字鎖相環(huán)的RTL實(shí)現(xiàn)58-73
• 4.1 基于LUT結(jié)構(gòu)DDS的全數(shù)字鎖相環(huán)的RTL實(shí)現(xiàn)58-67
• 4.1.1 鑒相器的RTL實(shí)現(xiàn)與仿真58-61
• 4.1.2 相位展開結(jié)構(gòu)與環(huán)路濾波器的RTL實(shí)現(xiàn)61
• 4.1.3 LUT結(jié)構(gòu)數(shù)控振蕩器的RTL實(shí)現(xiàn)61-63
• 4.1.4 基于LUT結(jié)構(gòu)DDS的全數(shù)字鎖相環(huán)的整體仿真63-67
• 4.2 基于CORDIC結(jié)構(gòu)DDS的全數(shù)字鎖相環(huán)的RTL實(shí)現(xiàn)67-72
• 4.2.1 鑒相器的RTL實(shí)現(xiàn)與仿真67-69
• 4.2.2 相位展開結(jié)構(gòu)與環(huán)路濾波器的RTL實(shí)現(xiàn)69-70
• 4.2.3 CORDIC結(jié)構(gòu)數(shù)控振蕩器的RTL實(shí)現(xiàn)70-71
• 4.2.4 基于CORDIC結(jié)構(gòu)DDS的全數(shù)字鎖相環(huán)的整體仿真71-72
• 4.3 本章小結(jié)72-73
• 第五章 全數(shù)字鎖相環(huán)的ASIC設(shè)計(jì)73-79
• 5.1 ASIC設(shè)計(jì)流程簡述73-74
• 5.2 基于CORDIC結(jié)構(gòu)DDS的全數(shù)字鎖相環(huán)的ASIC設(shè)計(jì)74-77
• 5.2.1 選取的全數(shù)字鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)74-75
• 5.2.2 ASIC設(shè)計(jì)過程75-77
• 5.3 全數(shù)字鎖相環(huán)的后仿真77-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 工作總結(jié)79
• 6.2 展望79-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果86-87

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