【正文】 非常感謝我的同學和朋友們，感謝他們在我學習和生活中給予我的大力支持和無私鼓勵，這段時光雖然短暫但卻美好燦爛，我將永遠難忘。不用 VCO，可大大減輕溫度及電源電壓變化對環(huán)路的影響。 19 5. 結語與展望 總結 采用 VHDL 設計全數(shù)字鎖相環(huán)路，具有設計靈活，修改方便和易于實現(xiàn)的優(yōu)點，并能夠 制成嵌入式片內鎖相環(huán)。 鎖相環(huán)仿真波形（ K=128,M=64,N=8,H=4） ,鎖定時間為 。 jk :jkff2 port map(q7n, q8n, idclk , re set , q9, q9n)。 ffd3 :dff2 port map(q1 , idclk, reset , q3, q3n)。 end ponent。 use ieee .std_logic_unsigned .all。 r2 = cao2 。 end if。039。then if ud =39。 else cq = (others =39。 else cq = (others = 39。event and clk = 39。 architecture behave of bmkn is signal cq,k,mo : std_logic_vector (8 downto 0)。相反，若 u1開始滯后 u2，計數(shù)器將產(chǎn)生一個借位脈沖。 異或門數(shù)字鑒相器模塊如圖 4所示： 圖 4 異或門鑒相器 分析：數(shù)字鑒相器（ JXQ）輸入端為 U1和 U2，其中 U1為需要進行鎖相控制的輸入信號， U2為經(jīng)過最后一個環(huán)節(jié)除 N（ N在這里等于 8）計數(shù)器后的信號（即輸出信號），異或門比較輸入信號 U1相位和輸出信號 U2相位之間的相位誤差，即U1和 U2進行異或運算。加 /減脈沖控制器的輸出經(jīng)過除 N計數(shù)后，使得本地估算信號 U2 的相位受到調整控制，最終達到 鎖定的狀態(tài) [4]。 3. 全數(shù)字鎖相環(huán)模塊的設計與仿真 鑒相器的設計 本次設計中鑒相器采用的是異或門鑒相器。 可逆計數(shù)器的主要作用是根據(jù)鑒相器的相位誤差信號作為方向脈沖，從而輸出加減脈沖信號。因此對于異或門鑒 相器增益 Kd = 2/ π , 同理可得邊沿控制鑒相器增益 Kd=1/π 。 圖 2為全數(shù)字鎖相環(huán)的設計框圖 圖 2 ADPLL設計框圖 其中數(shù)字鑒相器采用了異或門鑒相器；數(shù)字環(huán)路濾波器由變?？赡嬗嫈?shù)器構成（模數(shù) K可預置）；數(shù)控振蕩器由加 /減脈沖控制器和除 N 計數(shù)器構成。它具有原理圖輸入， 文本輸入（采用硬件描述語言）和波形圖輸入三種輸入手段，利用該工具所配備的編輯、編譯、仿真、綜合、芯片、編程等功能，將設計電路或電路描述程序變成基本的邏輯單元寫入到可編程的芯片中（如 FPGA 芯片），做成 ASIC 芯片。 [6]為了精準的檢測相位噪聲，該技術利用了數(shù)字時間轉換電路（ TDC）和基于數(shù)字電路的鑒頻鑒相器。這款鎖相環(huán)符合 OC12 光學載波 12 級的通信要求，所以它能夠應用于一些邊沿設備的線路卡的設計 [3]。從模擬鎖相環(huán)到數(shù)字鎖相環(huán)再到全數(shù)字鎖相環(huán)，還有后來的軟件鎖相環(huán)?？纱藭r的數(shù)字鎖相環(huán)中仍然有模擬的部件，性能也受到一定的影響。這些電路通過對鑒相模塊產(chǎn)生的相位誤差脈沖進行計數(shù)運算，獲得可控振蕩器模塊的振蕩控制參數(shù)。因鎖相環(huán)可以實現(xiàn)輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，所以鎖相環(huán)通常用于閉環(huán)跟蹤電路。接著我們使用了 VHDL 語句來完成了鑒相器、數(shù)字濾波器和數(shù)字振蕩器的設計，并且分別使用仿真工具 MAX＋ plus II 逐個驗證各個模塊的功能 。 Digital oscillator, Locking time 4 目 錄 1 引言（緒論） ?????????????????????????? 5 課題研究的目的意義 ????????????????????? 5 鎖相環(huán)到全數(shù)字鎖相環(huán)的發(fā)展歷程 ??????????????? 5 現(xiàn)狀和發(fā)展 ? ?????? ???? ??? ? ?? ? ?? ? ? 6 設計工具及設計語言 ??????????????????? 7 2 全數(shù)字鎖相環(huán)的結構與工作原理 ?????????????????? 7 鑒相器 ???????? ? ?? ? ?????? ???????? 10 變模可逆計數(shù)器 （模數(shù) K 可預置） ????????? 10 加減脈沖電路 ????????????? ? ???????? 10 除 H 計數(shù)器 ?????????????? ? ??????? 10 除 N 計數(shù)器 ?????????????? ? ??????? 10 3 全數(shù)字鎖相環(huán)的設計與仿真 ?????????? ? ????????? 10 鑒相器的設計 ?????????????? ? ??????? 11 數(shù)字環(huán)路濾波器的設計 ?????? ??? ? ????????? 12 用 VHDL 語言實現(xiàn)除 H計數(shù) 器 ??????? ? ????????? 15 用 VHDL語言實現(xiàn)加 /減脈沖控制器 ?????????????? 15 除 N計數(shù)器（分頻器）的實現(xiàn) ????????????????? 16 4 全數(shù)字鎖相環(huán)的整體仿真 ??????????????????? 17 5 結論（結束語） ????????????????????????? 19 主要參考文獻??????????????????????????? 20 致謝???? ??????????????????????????? 21 5 1． 緒論 課題研究的目的意義 本次進行研究的課題是全數(shù)字鎖相環(huán)。對于高階全數(shù)字鎖相環(huán)，其數(shù)字濾波器常常采用基于 DSP 的運算電路。鎖相環(huán)最初的作用僅僅是用來提高電視接收機的行同步和幀同步， 6 從而提高它的抗干擾能力。同時由于它本身的數(shù)字特性，使得如果將他應用在數(shù)字系統(tǒng)中時，可以省略掉 A/D 和 D/A 轉換。應用于通訊設備，無線收發(fā)系統(tǒng)，車輛電子系統(tǒng)以及測量儀表。第 24 研究所設計了我國的一款很高端的鎖相環(huán) SB3236,該鎖相環(huán)的工作頻率高達 ，而且主要性能參數(shù)也達到了國際先進的標準，所以使用 SB3236 的客戶也較多。 目前，已有單片集成全數(shù)字鎖相環(huán)的商用產(chǎn)品，但作為某一個實際項目設計，需要的鎖相電路特性不盡相同，有些現(xiàn)成的產(chǎn)品，不是成本高、體積大、資源浪費多，就是不能完全滿足設計性能的要求。 2 .全數(shù)字鎖相環(huán)的結構與工作原理 全數(shù)字鎖相環(huán)的基本結構框圖如圖 1 所示，由數(shù)字鑒相器、數(shù)字環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器三部分組成。圖 3 為全數(shù)字鎖相環(huán)的數(shù)學模型。 [4] 鑒相器 鑒相器將輸入信號與位同步輸入脈沖相異或，比較它們之間的相位差，并輸出相位誤差信號作為可逆計 數(shù)器的計數(shù)方向的控制信號。 除 H 計數(shù)器 除 H 計數(shù)器是將時鐘頻率進行分頻后的頻率作為數(shù)控振蕩器的時鐘頻率，其實，為了使電路簡單，可變模 K 計數(shù)器（數(shù)字環(huán)路濾波器）和數(shù)控振蕩器的時 鐘驅動信號可由同一振蕩器產(chǎn)生，但為使可對數(shù)控振蕩器的時鐘頻率具有可調性，增加其靈活性，可將同一振蕩器產(chǎn)生時鐘信號進行分頻后再作為數(shù)控振蕩器的時 11 鐘頻率，這就是除 H計數(shù)器的功用（ H是可變的）。在環(huán)路未鎖定的情況下，若 Ud = 0 即 u u2同極性時，它使