反彈高q值數(shù)字式pll鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，其特征在于：包括中央處理器、時(shí)間常數(shù)發(fā)生器、分頻器、檢波放大器、積分器、仿真激勵(lì)源發(fā)生器、頻穩(wěn)測(cè)試儀和倍頻器；與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，能夠有效提高仿真計(jì)算精度，同時(shí)采用程序控制，自動(dòng)化程度較高，使用較為方便，提高仿真系統(tǒng)的模擬性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及仿真系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 所謂系統(tǒng)仿真(system simulation)，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要 素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過(guò)程的、且具有一定邏輯關(guān)系 或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行試驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。鎖相 環(huán)路是一種反饋控制電路，簡(jiǎn)稱(chēng)鎖相環(huán)(PLL,Phase-Locked Loop)。鎖相環(huán)的特點(diǎn)是：利用 外部輸入的參考信號(hào)控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號(hào)的頻率和相位。因鎖相環(huán)可以實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)頻 率對(duì)輸入信號(hào)頻率的自動(dòng)跟蹤，所以鎖相環(huán)通常用于閉環(huán)跟蹤電路。鎖相環(huán)在工作的過(guò)程 中，當(dāng)輸出信號(hào)的頻率與輸入信號(hào)的頻率相等時(shí)，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差 值，即輸出電壓與輸入電壓的相位被鎖住，這就是鎖相環(huán)名稱(chēng)的由來(lái)。鎖相環(huán)通常由鑒相器 (PD，Phase Detector)、環(huán)路濾波器（LF, Loop Filter)和壓控振蕩器（VCO, Voltage Controlled Oscillator)三部分組成;鎖相環(huán)中的鑒相器又稱(chēng)為相位比較器，它的作用是 檢測(cè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的相位差，并將檢測(cè)出的相位差信號(hào)轉(zhuǎn)換成uD(t)電壓信號(hào)輸出， 該信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾波后形成壓控振蕩器的控制電壓uC(t)，對(duì)振蕩器輸出信號(hào)的頻率 實(shí)施控制。
[0003] 現(xiàn)有仿真系統(tǒng)計(jì)算精度較低，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)，線路上實(shí)現(xiàn)的難度較大，精 度不易保證;當(dāng)系統(tǒng)中的邏輯判斷環(huán)節(jié)較多時(shí)，仿真比較困難，普及率較低。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相 環(huán)仿真系統(tǒng)。
[0005] 本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] 反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，包括中央處理器、時(shí)間常數(shù)發(fā)生器、分頻 器、檢波放大器、積分器、仿真激勵(lì)源發(fā)生器、頻穩(wěn)測(cè)試儀和倍頻器;所述分頻器連接有檢波 放大器，所述檢波放大器連接有積分器，所述積分器連接有中央控制器;所述中央控制器連 接有仿真激勵(lì)源發(fā)生器、倍頻器、頻穩(wěn)測(cè)試儀和時(shí)間常數(shù)發(fā)生器;所述仿真激勵(lì)源發(fā)生器連 接有頻穩(wěn)測(cè)試儀，所述倍頻器連接有仿真激勵(lì)源發(fā)生器和分頻器;所述時(shí)間常數(shù)發(fā)生器分 別和檢波放大器、積分器連通。
[0007] 進(jìn)一步地，仿真系統(tǒng)信號(hào)傳遞圖中F0為高穩(wěn)參考源的原始頻率、分別為 高穩(wěn)參考源分頻頻率與仿真激勵(lì)發(fā)生器輸出頻率。f分別為高穩(wěn)參 考源、檢波放大器、積分器、仿真激勵(lì)發(fā)生器和倍頻器輸出端的誤差。M為倍頻系數(shù)，為 檢波放大器鑒頻斜率，^sc為仿真激勵(lì)發(fā)生器的壓控斜率。1八1+STh)為等效RC濾波器的環(huán) 路傳遞函數(shù)，其中S為復(fù)數(shù)傅立葉頻率沒(méi)樣，Th為RC時(shí)間常數(shù)。A和Ti分別為積分器 的放大倍數(shù)與時(shí)間常數(shù)，在這里，為實(shí)現(xiàn)圖1的仿真，我們加入了時(shí)間常數(shù)發(fā)生器模塊，它由 電阻與電容式多級(jí)串并聯(lián)回路構(gòu)成，用以產(chǎn)生不同的RC時(shí)間常數(shù)，并應(yīng)用于圖1中檢波放大 器的Th及積分器的Ti。
[0008]在圖1的積分器中，為簡(jiǎn)化仿真情況，我們有意設(shè)置積分器的放大倍數(shù)A為無(wú)窮大， 當(dāng)A很大時(shí)可以近似認(rèn)識(shí)積分器的傳遞函數(shù)為1/STi。定義：
[0009] (1)
[0010]則圖1的仿真系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益為：
(2)
[0012]仿真激勵(lì)源發(fā)生器的穩(wěn)態(tài)輸出頻率可表示為
_ (3)
[0014]系統(tǒng)在環(huán)路工作達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，通常有G(s)》l，所以（3)式可寫(xiě)出為：
[0016] 從(4)式可見(jiàn)，在理想狀態(tài)下仿真激勵(lì)源發(fā)生器的穩(wěn)態(tài)輸出頻率應(yīng)等于高穩(wěn)定參 考源分頻后頻
[0017] 率值有一倍數(shù)關(guān)系：
(5)
[0019] 本實(shí)用新型中的具體參數(shù)為：
[0020] 1、倍數(shù)關(guān)系
[0021] 為實(shí)現(xiàn)圖1及公式(5)中理論表達(dá)的仿真激勵(lì)源發(fā)生器的穩(wěn)態(tài)輸出頻率應(yīng)與高穩(wěn) 定參考源頻率值間的倍數(shù)關(guān)系，并且上述關(guān)系是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的，我們需要通過(guò)圖1中的中 央處理器來(lái)協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作，在此暫時(shí)定義此項(xiàng)任務(wù)參數(shù)為X，后面會(huì)詳細(xì)闡述。
[0022] 2、時(shí)間常數(shù)
[0023]公式（5)及上述X參數(shù)的設(shè)定是理論的，因?yàn)樵趯?shí)際的圖1構(gòu)成的PLL鎖相環(huán)路中， 由于高穩(wěn)參考源自身的頻差和PLL環(huán)路中各部分的誤差存在，圖1的輸出頻率與其標(biāo)稱(chēng)值總 有一定偏差。仿真激勵(lì)發(fā)生器端的偏離和老化、積分器零點(diǎn)漂移、倍頻器相位變化等都可能 產(chǎn)生這種偏差。所有￡項(xiàng)的長(zhǎng)期漂移都可能造成輸出頻率的老化現(xiàn)象，成為附加噪聲。
[0024]為減小上述電子線路部分的誤差應(yīng)盡量提高開(kāi)環(huán)增益G(s)。為仿真方便起見(jiàn)，我 們?cè)趯?zhuān)利中統(tǒng)一的將圖1中的^^，各項(xiàng)誤差設(shè)為固定值。為提尚圖1仿 真系統(tǒng)的性能，理論上講應(yīng)盡可能使開(kāi)環(huán)增益G(s)變大，使公式（2)中的分子 變大，但實(shí)際上G0應(yīng)有極限。一般認(rèn)為系統(tǒng)的阻尼系數(shù)不應(yīng)小于0.5，那么
(6)
[0026]那么方便起見(jiàn)，我們?cè)O(shè)定G0=1，同時(shí)使Th=Ti。實(shí)現(xiàn)的方法是：
[0027] (1)、通過(guò)圖1中的中央控制器分別設(shè)置檢波放大器、仿真激勵(lì)發(fā)生器、倍頻器的 ^nsr、M，使1等于 1;
[0028] (2)、通過(guò)圖1中的中央控制器分別設(shè)置檢波放大器、積分器對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)Th= Tio
[0029]通過(guò)上述設(shè)置后，公式(2)表述的圖1仿真系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益為：
(7)
[0031] 3、仿真系統(tǒng)Q值
[0032]減小時(shí)間常數(shù)Th，按照式(7)確實(shí)增大了仿真系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益，這是有利于系統(tǒng)性 能的，這也同時(shí)增大環(huán)路濾波器帶寬fh。圖1高穩(wěn)參考源相當(dāng)于一個(gè)鑒頻器，當(dāng)其長(zhǎng)期漂移 可以忽略時(shí)，我們假定其冪律譜噪聲公式為：
[0033] + (8)
[0034] 理論情況下的圖1環(huán)路工作在線性狀態(tài)，若可以認(rèn)為仿真激勵(lì)發(fā)生器與高穩(wěn)參考 源功率譜密度(Sy(f)O S C與Sy(f)R E F)完全不相關(guān)，則圖1系統(tǒng)輸出功率譜密度可以 表示為：
[0036]根據(jù)定義，我們有S2；=#/厶，因此，把(8)式代入(9)式就可以看到』
當(dāng)仿真的平均周期很短時(shí)，有
)
[0038]當(dāng)仿真的平均周期極長(zhǎng)時(shí)有
Luwu」 M然，邱嵴對(duì)1力具微及王益TO目定一T尚旭腿Y及益；對(duì)與尚穩(wěn)參考源而言 是一個(gè)低通濾波器;其濾波特性由環(huán)路濾波器的高端截止頻率fh決定。（10)式的極端情況 是，⑴）式的極端情況是。可以看出，fh過(guò)大將使圖_ 仿真系統(tǒng)輸出信號(hào)短期穩(wěn)定度變差;fh過(guò)小將使圖1的仿真系統(tǒng)輸出信號(hào)長(zhǎng)期穩(wěn)定度變差。 在圖1系統(tǒng)閉環(huán)后，我們是無(wú)法得知系統(tǒng)的環(huán)路帶寬即高端截止頻率fh的，我們用Q值來(lái)表 征圖1的仿真系統(tǒng)輸出信號(hào)的穩(wěn)定信號(hào)，并通過(guò)圖1中的頻穩(wěn)測(cè)試儀來(lái)測(cè)量得出表征系統(tǒng)Q 值的仿真測(cè)試結(jié)果，從而間接的反應(yīng)環(huán)路帶寬即高端截止頻率fh的值選擇好壞。
[0041]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理， 能夠有效提高仿真計(jì)算精度，同時(shí)采用程序控制，自動(dòng)化程度較高，使用較為方便，提高仿 真系統(tǒng)的模擬性能。
【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0043] 圖2為本實(shí)用新型仿真系統(tǒng)電路圖；
[0044] 圖3為本實(shí)用新型中仿真系統(tǒng)信號(hào)判斷圖；
[0045] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中仿真系統(tǒng)策略預(yù)判趨勢(shì)圖；
[0046] 圖5為本實(shí)用新型另一實(shí)施例中仿真系統(tǒng)策略預(yù)判趨勢(shì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0048] 請(qǐng)參閱圖1-5,圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型仿真系統(tǒng)電路 圖，圖3為本實(shí)用新型中仿真系統(tǒng)信號(hào)判斷圖，圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中仿真系統(tǒng)策略預(yù) 判趨勢(shì)圖，圖5為本實(shí)用新型另一實(shí)施例中光頻移一光強(qiáng)測(cè)試曲線。
[0049]反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，包括中央處理器、時(shí)間常數(shù)發(fā)生器、分頻 器、檢波放大器、積分器、仿真激勵(lì)源發(fā)生器、頻穩(wěn)測(cè)試儀和倍頻器;所述分頻器連接有檢波 放大器，所述檢波放大器連接有積分器，所述積分器連接有中央控制器;所述中央控制器連 接有仿真激勵(lì)源發(fā)生器、倍頻器、頻穩(wěn)測(cè)試儀和時(shí)間常數(shù)發(fā)生器;所述仿真激勵(lì)源發(fā)生器連 接有頻穩(wěn)測(cè)試儀，所述倍頻器連接有仿真激勵(lì)源發(fā)生器和分頻器;所述時(shí)間常數(shù)發(fā)生器分 別和檢波放大器、積分器連通。
[0050]本實(shí)用新型中實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)采用的方式為：
[0051]倍數(shù)關(guān)系策略：
[0052] 圖1系統(tǒng)中，我們的仿真系統(tǒng)模型預(yù)設(shè)置的頻段如下所示：
[0053] (1)、為實(shí)現(xiàn)高頻段的仿真響應(yīng)，我們選擇頻率較高的高穩(wěn)參考源，經(jīng)圖1的分頻處 理后獲得的信號(hào)頻率為50. ****MHz。其中小數(shù)位的****(保留到四位)是隨機(jī)的，為方便說(shuō) 明起見(jiàn)，在本專(zhuān)利實(shí)施中我們?nèi)?#*=1234，即圖1中的JW為50 ? 1234MHz;
[0054] (2)、中央控制器設(shè)置的初始化仿真激勵(lì)發(fā)生器輸出10MHz頻率信號(hào)；
[0055] (3)、中央控制器設(shè)置的初始化倍頻器輸出信號(hào)頻率與JW理論值相同，即也為 50.1234MHz；
[0056] (4)、仿真激勵(lì)發(fā)生器輸出信號(hào)頻率與倍頻器輸出信號(hào)頻率有聯(lián)動(dòng)關(guān)連。
[0057]實(shí)現(xiàn)上述模型的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示：
[0058] 其中處理器位于圖1中的中央控制器模塊中，并且處理器XTAL端與圖2中的DDS1、 DDS2的RefClk端接入同一時(shí)鐘源的頻率信號(hào)，以保證時(shí)離同步。處理器在外部時(shí)鐘輸入端 (XTAL)作為工作時(shí)的時(shí)鐘參考基礎(chǔ)上，分別產(chǎn)生三路相位關(guān)系可調(diào)整的方波信號(hào)，其中一 路鍵控調(diào)頻信號(hào)送至DDS1的FSK鍵控調(diào)頻輸入端口實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、一路同步參考信號(hào)用作同步 鑒相、一路判斷用信號(hào)用作圖1鎖相環(huán)的鎖定檢測(cè)。DDS1在外部時(shí)鐘基準(zhǔn)輸入端(RefClk)作 為工作時(shí)的參考時(shí)鐘基礎(chǔ)上，通過(guò)處理器與DDS1間的串行時(shí)序通訊，DDS1根據(jù)FSK端處理器 送來(lái)的方波鍵控調(diào)頻方波信號(hào)的高、低電平狀態(tài)分別選取內(nèi)部頻率控制寄存器(F1、F0)中 處理器輸入的倍頻調(diào)制數(shù)值預(yù)置頻率作為輸出，從而產(chǎn)生帶調(diào)制的頻率信號(hào)50.1234MHz 土 Af輸出。預(yù)置的頻率差值A(chǔ)f由兩個(gè)頻率控制寄存器F1、F0中的數(shù)值決定，具體的考慮到射 頻信號(hào)為50.123410^(小數(shù)點(diǎn)后第4位精密），我們?nèi)≯特?100抱。與上述處理器控制0051產(chǎn) 生倍頻調(diào)制信號(hào)的原理類(lèi)似，處理器通過(guò)串行通訊時(shí)序，將同樣的分頻數(shù)值傳遞給DDS2,產(chǎn) 生不帶調(diào)制的50.1234MHz頻率信號(hào)輸出。將DDS2得到的50.1234MHz頻率信號(hào)送入DDS3的外 部時(shí)鐘基準(zhǔn)輸入端(RefClk)，用作DDS3工作時(shí)的參考時(shí)鐘。處理器根據(jù)串行時(shí)序通訊，將相 應(yīng)的初始化輸出頻率(10MHz)數(shù)值傳遞給DDS3,從而得到仿真激勵(lì)源發(fā)生器頻率信號(hào)輸出。 由于DDS3的外部參考時(shí)基采用DDS2產(chǎn)生的倍頻信號(hào)，故在本方案中，當(dāng)圖1中的閉合環(huán)路中 的中央控制器得到相應(yīng)的鑒相信號(hào)信息后，會(huì)修改相應(yīng)的DDS2的倍頻調(diào)制信號(hào)的頻率，這 樣亦會(huì)引起DDS3輸出信號(hào)的頻率發(fā)生變化，即替代了傳統(tǒng)的通過(guò)D/A壓控晶振的方式來(lái)改 變本振的輸出頻率值，進(jìn)而改變系統(tǒng)輸出頻率的方法。值得注意的是，對(duì)于輸出頻率信號(hào)采 用了直接數(shù)字合成的方式，使得在一定應(yīng)用范圍內(nèi)充當(dāng)了一個(gè)穩(wěn)定度較高的綜合器角色。 用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的要求，通過(guò)圖2中用戶(hù)輸入端口，方便地修改DDS3的整機(jī)輸出信 號(hào)的頻率值。
[0059]時(shí)間常數(shù)設(shè)置策略
[0060] 由如述方案可知，我們?cè)O(shè)定等于1，冋時(shí)使Th=Ti。按照上述彳首數(shù)關(guān) 系策略，我們使仿真激勵(lì)源發(fā)生器輸出的信號(hào)頻率為10MHz、高穩(wěn)參考源分頻后的頻率選擇 為50.1234MHz，根據(jù)公式(5)
，可以得到M=5。由上述倍數(shù)關(guān)系策略可知，我們 在設(shè)計(jì)圖1的仿真系統(tǒng)中并未采用傳統(tǒng)的通過(guò)D/A壓控晶振的方式來(lái)改變系統(tǒng)輸出頻率值 方法，所以圖1中的I仿真激勵(lì)發(fā)生器的壓控斜率是無(wú)法知道的，我們只能通過(guò) 巧1_ =琴財(cái)?shù)扔?并通過(guò)M=5獲得瓦raar=l/5的結(jié)論。具體的實(shí)施過(guò)程中，技照?qǐng)D1 我們只能通過(guò)中央控制器對(duì)檢波放大器進(jìn)行^值的設(shè)定。由于仿真系統(tǒng)中的時(shí)間常數(shù)只 由Th決定，所以按照?qǐng)D1我們通過(guò)中央控制器對(duì)時(shí)間常數(shù)發(fā)生器的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)檢波放大器、 積分器的檢波時(shí)間常數(shù)Th和積分時(shí)間常數(shù)Ti的設(shè)置，并且使Th=Ti。
[0061] 仿真系統(tǒng)Q值策略
[0062]我們?cè)趫D2中通過(guò)處理器產(chǎn)生三路方波信號(hào)：同步參考信號(hào)、鍵控調(diào)頻信號(hào)、判斷 用信號(hào)，使同步參考信號(hào)頻率等于鍵控調(diào)頻信號(hào)頻率，并有一定的相位延時(shí)差；同時(shí)使判斷 用信號(hào)頻率N(N取值可在8至20之間）倍于同步參考信號(hào)頻率或者鍵控調(diào)頻信號(hào)頻率，并有 一定的相位延時(shí)差。這里具體的我們?nèi)⊥絽⒖夹盘?hào)頻率等于鍵控調(diào)頻信號(hào)頻率為169Hz， 且兩者相位差為160度；同時(shí)取判斷用信號(hào)頻率N值為8倍，且與同步參考信號(hào)相位差為90 度。
[0063]具體的判定依據(jù)如圖3所示：
[0064] 圖3中判斷用信號(hào)、同步參考信號(hào)、鍵控調(diào)頻信號(hào)是有固定頻率及相位關(guān)系的方波 數(shù)字信號(hào);使能信號(hào)要么是1、要么是〇,故可以看作是無(wú)固定頻率的方波數(shù)字信號(hào)；鑒相信 號(hào)由圖1中的積分器產(chǎn)生，它是一個(gè)變化的直流信號(hào)，故可以看作是無(wú)固定頻率的模擬信 號(hào)。
[0065] 按照?qǐng)D3的原理結(jié)合圖1，我們?cè)O(shè)定判斷用信號(hào)的某一上升沿作為觸發(fā)判斷開(kāi)始， 在下一上升沿到來(lái)之前完成10次判斷，然后下一上升沿到來(lái)時(shí)，又觸發(fā)下一組10次判斷。由 于我們事先知道圖3中判斷用信號(hào)的頻率，即我們知道相鄰兩個(gè)上升沿之間的時(shí)間T，故可 以平均分配一組10次判斷的時(shí)間間隔。
[0066] 圖1中中央控制器按照上述觸發(fā)判斷條件，對(duì)由積分器輸送的鑒相信號(hào)進(jìn)行判斷， 當(dāng)其模擬直流信號(hào)大小位于圖3所示的非使能帶狀區(qū)內(nèi)時(shí)，中央控制器輸出圖3中的使能信 號(hào)為0，圖1中的頻穩(wěn)測(cè)量?jī)x不工作；當(dāng)其模擬直流信號(hào)大小位于圖3所示的非使能帶狀區(qū)外 時(shí)，中央控制器輸出圖3中的使能信號(hào)為1，圖1中的頻穩(wěn)測(cè)量?jī)x開(kāi)始工作;仿真Q值實(shí)際上就 是圖1中頻穩(wěn)測(cè)量?jī)x工作時(shí)輸出的仿真測(cè)試結(jié)果值，它反映了圖1仿真系統(tǒng)輸出信號(hào)的性 能，
[0067] 在整個(gè)仿真的過(guò)程中，中央控制器在開(kāi)始時(shí)，初始化所有的欲設(shè)置值，這些參數(shù)就 不再變化了，動(dòng)態(tài)仿真時(shí)只有檢波放大器參數(shù)^值、檢波放大器時(shí)間常數(shù)Th值須由中央 控制器模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置，而判斷這兩個(gè)參數(shù)是否合理的判斷標(biāo)準(zhǔn)則是仿真Q值。我們給 值取個(gè)范圍1-10,同樣Th我們亦取個(gè)1-10。在圖1系統(tǒng)一開(kāi)始仿真時(shí)，除了設(shè)定各路初 始化設(shè)置值外，我們會(huì)在^r值及Th值全范圍仿真一遍得到對(duì)應(yīng)的Q值，Q值位于L與H之間， 定義為L(zhǎng)=1至H=100(Q值越大越好），我們定義這段仿真時(shí)間內(nèi)的Q值數(shù)據(jù)為"建模區(qū)"。
[0068]在動(dòng)態(tài)仿真過(guò)程中，大多數(shù)情況下系統(tǒng)按照?qǐng)D3所原理進(jìn)行著。另外我們實(shí)施以下 二個(gè)策略評(píng)判系統(tǒng)的"反彈"性和"高Q"性，首先我們壓縮上述獲得的Q值，取Q值范圍在(L= 25至L=50)定義為策略值區(qū)Q1，中央控制器設(shè)置值和Th值，及采樣Q值的時(shí)間是同步的， 并且使設(shè)置^值和Th值的變化方向相反：
[0069] 第一種情況:下一次設(shè)置^|值(記為K2)較本次尤ikt值(記為K1)是增加的（即K2> K1)，那么下一次設(shè)置Th值(記為T(mén)2)則較本次Th值(記為T(mén)1)是減小的（即T2〈T1)。
[0070] 第二種情況:下一次設(shè)置值(記為K2)較本次值(記為K1)是減小的（即K2〈 K1)，那么下一次設(shè)置Th值(記為T(mén)2)則較本次Th值(記為T(mén)1)是增加的（即T2>T1)。
[0071]需要說(shuō)明的一點(diǎn)是：中央控制器是隨時(shí)的按照上述二種情況進(jìn)行仿真的。有了上 述的運(yùn)行機(jī)制，我們有以下兩種策略：
[0072] 實(shí)施例一:按照上述仿真，首先獲得系統(tǒng)Q值的"建模區(qū)"，如圖4所示，然后系統(tǒng)隨 機(jī)地進(jìn)入上述第一種情況或第二種情況。當(dāng)系統(tǒng)的仿真Q值大于H時(shí)，即圖4中的點(diǎn)0處，無(wú)論 此時(shí)系統(tǒng)處于第一種情況還是第二種情況，我們將置系統(tǒng)于第一種情況狀態(tài)，即增加^ 值同時(shí)減小Th值，并且使增加趨勢(shì)的參數(shù)值變化量增加為原來(lái)的2倍，即下一次設(shè)置 尤asr值是上述第一種情況下變化的2*(K2-K1)，同時(shí)Th值的設(shè)置變化值為原來(lái)的（T2-T1)， 我們定義為第三種情況。仿真系統(tǒng)一直按照第四種情況進(jìn)行仿真，如圖4所示，仿真結(jié)果理 論上將沿著圖中的虛擬策略預(yù)判斷趨勢(shì)線進(jìn)行至某一H1處，直至出現(xiàn)Q值下降，那么我們恢 復(fù)原來(lái)的設(shè)置情況，
[0073] 實(shí)施例二:按照上述仿真，首先獲得系統(tǒng)Q值的"建模區(qū)"，如圖5所示，然后系統(tǒng)隨 機(jī)地進(jìn)入上述第一種情況或第二種情況。當(dāng)系統(tǒng)仿真Q值出現(xiàn)在Ll=25處時(shí)，并且連續(xù)的三 次Q值出現(xiàn)上升，且攀升至大于33處（圖5中的點(diǎn)0處），無(wú)論此時(shí)系統(tǒng)處于第一種情況還是第 二種情況，我們將置系統(tǒng)于第二種情況狀態(tài)，即減小琴ho*值同時(shí)增加 Th值，并且使增加趨勢(shì) 的參數(shù)Th值變化量增加為原來(lái)的2倍，即下一次設(shè)置Th值是上述第二種情況下變化的2* (T2-T1)，同時(shí)的設(shè)置變化值為原來(lái)的(K2-K1)，我們定義為第三種情況。仿真系統(tǒng)一直 按照第三種情況進(jìn)行仿真，如圖5所示，仿真結(jié)果理論上將沿著圖中的虛擬策略預(yù)判斷趨勢(shì) 線進(jìn)行至某一H1處，直至出現(xiàn)Q值下降，那么我們恢復(fù)原來(lái)的設(shè)置情況。
[0074] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，其特征在于:包括中央處理器、時(shí)間常數(shù)發(fā)生 器、分頻器、檢波放大器、積分器、仿真激勵(lì)源發(fā)生器、頻穩(wěn)測(cè)試儀和倍頻器;所述分頻器連 接有檢波放大器，所述檢波放大器連接有積分器，所述積分器連接有中央控制器;所述中央 控制器連接有仿真激勵(lì)源發(fā)生器、倍頻器、頻穩(wěn)測(cè)試儀和時(shí)間常數(shù)發(fā)生器;所述仿真激勵(lì)源 發(fā)生器連接有頻穩(wěn)測(cè)試儀，所述倍頻器連接有仿真激勵(lì)源發(fā)生器和分頻器;所述時(shí)間常數(shù) 發(fā)生器分別和檢波放大器、積分器連通。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述時(shí)間 常數(shù)發(fā)生器由電阻和電容式多級(jí)串并聯(lián)回路構(gòu)成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述中央 控制器分別設(shè)置檢波放大器、積分器對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)Th=Ti。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述中央 控制器分別設(shè)置檢波放大器、仿真激勵(lì)發(fā)生器、倍頻器的等于1 〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述中央 控制器設(shè)置的初始化仿真激勵(lì)發(fā)生器輸出IOMHz頻率信號(hào)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述中央 控制器設(shè)置的初始化倍頻器輸出信號(hào)頻率與iW理論值相同，即也為50.1234MHz。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反彈高Q值數(shù)字式PLL鎖相環(huán)仿真系統(tǒng)，其特征在于:仿真激勵(lì) 發(fā)生器輸出信號(hào)頻率與倍頻器輸出信號(hào)頻率有聯(lián)動(dòng)關(guān)連。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK205563133SQ201620306572
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】葉楊婷
【申請(qǐng)人】江漢大學(xué)