freepeople性欧美熟妇, 色戒完整版无删减158分钟hd, 无码精品国产vα在线观看DVD, 丰满少妇伦精品无码专区在线观看,艾栗栗与纹身男宾馆3p50分钟,国产AV片在线观看,黑人与美女高潮,18岁女RAPPERDISSSUBS,国产手机在机看影片

正文內(nèi)容

基于matlab的鎖相環(huán)設(shè)計(jì)學(xué)士學(xué)位論文(編輯修改稿)

2024-07-15 16:48 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (219)圖210 VCO的數(shù)學(xué)模型 環(huán)路的相位模型及基本方程根據(jù)環(huán)路的基本框圖和基本部件的時(shí)域模型,可以得到整個(gè)環(huán)路的時(shí)域模型,如圖 211 所示。因?yàn)榄h(huán)路的輸入量和輸出量都是相位,所以把環(huán)路的時(shí)域模型稱(chēng)為相位模型。圖211基本鎖相環(huán)相位模型根據(jù)此圖,得到鎖相環(huán)的基本方程為: (220)該方程是非線(xiàn)性微分方程,它的非線(xiàn)性主要來(lái)自鑒相器。雖然壓控振蕩器、環(huán)路中的放大器也可能存在非線(xiàn)性,但是只要設(shè)計(jì)恰當(dāng),均可視為線(xiàn)性。式220中第一項(xiàng)表示瞬時(shí)相位誤差隨時(shí)間的變化率,即瞬時(shí)頻差;第二項(xiàng)表示輸入信號(hào)隨時(shí)間的變化率,即固有頻差;第三項(xiàng)表示 VCO 在控制電壓作用下的角頻率變化,即控制頻差。由式 220 可見(jiàn),在閉環(huán)之后的任何時(shí)刻存在如下關(guān)系: 瞬時(shí)頻差 = 固有頻差 控制頻差 環(huán)路性能工程上通常使用的鎖相環(huán)是二階環(huán)路,在線(xiàn)性跟蹤狀態(tài)下二階鎖相環(huán)可以近似為一個(gè)二階線(xiàn)性系統(tǒng),其環(huán)路動(dòng)態(tài)方程是一個(gè)二階線(xiàn)性微分方程,通過(guò)求解此二階線(xiàn)性微分方程可以得到它的系統(tǒng)性能,也就是環(huán)路的線(xiàn)性化性能。 線(xiàn)性化相位模型和傳遞函數(shù)鎖相環(huán)路相位模型的一般形式如圖 211,相應(yīng)的動(dòng)態(tài)方程如式(220)。因?yàn)榄h(huán)路應(yīng)用了正弦特性的鑒相器,所以模型與方程都是非線(xiàn)性的。在鎖定狀態(tài)或跟蹤狀態(tài)下相位誤差應(yīng)較小,只在零點(diǎn)附近變化。由圖 25 可見(jiàn),零點(diǎn)附近的鑒相特性曲線(xiàn)可以用一條通過(guò)零點(diǎn)的直線(xiàn)來(lái)代替,直線(xiàn)的斜率為 (221)圖212線(xiàn)性化鑒相器的數(shù)學(xué)模型必須注意,在數(shù)值上與相等,但單位不同。稱(chēng)為鑒相增益,其單位為 V/rad。線(xiàn)性化鑒相器的數(shù)學(xué)模型如圖 212 所示,誤差電壓為: (222)此式成立的條件是 。 當(dāng)鎖相環(huán)的相位誤差大于時(shí),正弦鑒相器將不再能夠線(xiàn)性化,環(huán)路成為非線(xiàn)性系統(tǒng),其非線(xiàn)性性能表現(xiàn)為以下三種情況:已處于鎖定狀態(tài)的鎖相環(huán),當(dāng)輸入信號(hào)頻率或壓控振蕩器自由振蕩頻率變化過(guò)大或變化速度過(guò)快時(shí),使環(huán)路相位誤差增大到鑒相器的非線(xiàn)性區(qū),這種非線(xiàn)性環(huán)路的性能為非線(xiàn)性跟蹤性能[10];從接通到鎖定的捕獲過(guò)程中,相位誤差的變化范圍是很大的,環(huán)路處于非線(xiàn)性狀態(tài);失鎖狀態(tài)時(shí)環(huán)路的頻率牽引現(xiàn)象。用 取代環(huán)路動(dòng)態(tài)方程中的 即可得線(xiàn)性化動(dòng)態(tài)方程: (223)定義環(huán)路增益 ,則方程變?yōu)椋? (224)式(224)是環(huán)路線(xiàn)性化動(dòng)態(tài)方程的時(shí)域表達(dá)形式,由它可導(dǎo)出方程的復(fù)頻域表達(dá)形式: (225)式中、為(224)式中、的拉氏變換,(223)式中的 F( p)是環(huán)路濾波器的傳輸算子,而(225)式中的 F (s)則為環(huán)路濾波器的傳遞函數(shù)。復(fù)頻域的相位模型則如圖 213 所示。圖213鎖相環(huán)路的線(xiàn)性相位模型由圖 213 可求得鎖相環(huán)路的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù): (226)閉環(huán)傳遞函數(shù)為: (227)誤差傳遞函數(shù)為: (228)現(xiàn)假設(shè)低通濾波器采用一階 RC 積分濾波器,則鎖相環(huán)就變?yōu)槎A鎖相環(huán)。RC 積分濾波器如圖 27 所示,其傳遞函數(shù)為: (229)其中是指 3dB帶寬,帶入公式(227)得: (230)如果, 由式(226)知 為無(wú)窮大,所以。這個(gè)結(jié)論預(yù)示了鎖相環(huán)的一個(gè)特性:如果輸入相位變化非常緩慢,那么輸出相位“跟蹤”其變化。(最終,鎖定在上) 鎖定狀態(tài)下鎖相環(huán)的動(dòng)態(tài)特性 為了方便分析鎖相環(huán)的動(dòng)態(tài)特性[11],可把式(230)的分母寫(xiě)成控制理論中常用的二階函數(shù)形式,即,其中,是“阻尼系數(shù)”,是“固有頻率”。則公式(230)化為 (231)其中 (232) (233)由式(232)和式(233)得出 (234)而輸入輸出相位差則為(頻率階躍對(duì)應(yīng)的拉氏變換等于): (235)鎖相環(huán)工作穩(wěn)定后的相位差為: (236)因此,環(huán)路的直流增益越大,穩(wěn)態(tài)相位誤差越小。鎖相環(huán)的穩(wěn)定速度對(duì)大多數(shù)應(yīng)用而言很重要, 的乘積決定了輸出達(dá)到最終值的速度,所以 的值越大越好。但是,此結(jié)果顯示了設(shè)計(jì)鎖相環(huán)時(shí)在穩(wěn)定速度和VCO控制線(xiàn)上的電壓波動(dòng)之間的關(guān)鍵的折衷:越小,鑒相器輸出的高頻成為被抑制得越厲害,但穩(wěn)定時(shí)間常數(shù)越長(zhǎng)。 除了乘積外,[12]本身的值也非常重要。圖 214顯示了為常數(shù)時(shí)不同的 值的幾種情況,從圖中可知,對(duì),階躍響應(yīng)表現(xiàn)出劇烈的減幅振蕩??紤]到鎖相環(huán)參數(shù)隨工藝和溫度的變化,通常選擇大于,以避免過(guò)多的振蕩。值的選擇也需要與其它一些參數(shù)折衷考慮。首先,當(dāng)通過(guò)減小使控制電壓的波紋最小時(shí),穩(wěn)定性也隨之下降了,其次,由式(233)和式(236)知,相位誤差和阻尼系數(shù)都與成反比,因此要降低相位誤差就不可避免的要使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。總之,鎖相環(huán)要在穩(wěn)定速度、控制電壓的波紋、相位誤差與穩(wěn)定性之間進(jìn)行折衷考慮。圖214不同值的二階系統(tǒng)欠阻尼響應(yīng)所以根據(jù)的值,可以判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。前面的分析都假設(shè)在跟蹤過(guò)程中,環(huán)路的相差始終很小,環(huán)路工作在正弦鑒相特性的線(xiàn)性工作區(qū),因此可將原來(lái)的非線(xiàn)性環(huán)路動(dòng)態(tài)方程線(xiàn)性化,用線(xiàn)性系統(tǒng)傳遞函數(shù)來(lái)求解系統(tǒng)的時(shí)域和頻域響應(yīng)。 本章小結(jié)本章對(duì)鎖相環(huán)系統(tǒng)的基本原理及組成部件進(jìn)行了概括介紹,對(duì)鎖相環(huán)系統(tǒng)的工作狀態(tài),動(dòng)態(tài)特性以及鎖相環(huán)的自身特性等一些基本性能、概念給出了相關(guān)說(shuō)明,給出了一些從系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度上的結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)公式,從而從理論上掌握了鎖相的概念,對(duì)整個(gè)工作的進(jìn)一步研究打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。第3章 鎖相環(huán)仿真鎖相環(huán)在本質(zhì)上是一個(gè)相位負(fù)反饋系統(tǒng),在這個(gè)相位負(fù)反饋系統(tǒng)中振蕩器輸出信號(hào)、輸入?yún)⒖夹盘?hào)和反饋信號(hào)均是相位信號(hào),而不是電流或電壓信號(hào)。本章利用Matlab[13]軟件仿真,分析了鎖相環(huán)的鎖定性能,穩(wěn)定性能和調(diào)制作用。 Matlab軟件介紹Matlab是matrixamp。laboratory兩個(gè)詞的組合,意為矩陣工廠(chǎng)(矩陣實(shí)驗(yàn)室)。是由美國(guó)math works公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中,為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案,并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(如C、Fortran)的編輯模式,代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。Matlab具有以下六個(gè)特點(diǎn)::用Matlab編寫(xiě)程序猶如在演算紙上排列出公式與求解問(wèn)題,Matlab語(yǔ)言也可通俗地稱(chēng)為演算紙式的科學(xué)算法語(yǔ)言。由于它編寫(xiě)簡(jiǎn)單,所以編程效率高,易學(xué)易懂。2. 用戶(hù)使用方便:Matlab語(yǔ)言把編輯、編譯、連接和執(zhí)行融為一體,其調(diào)試程序手段豐富,調(diào)試速度快 ,需要學(xué)習(xí)時(shí)間少。它能在同一畫(huà)面上進(jìn)行靈活操作快速排除輸入程序中的書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤、語(yǔ)法 錯(cuò)誤以至語(yǔ)意錯(cuò)誤,從而加快了用戶(hù)編寫(xiě)、修改和調(diào)試程序的速度,可以說(shuō)在編程和調(diào)試過(guò)程中它是一種比VB還要簡(jiǎn)單的語(yǔ)言。3.?dāng)U充能力強(qiáng):高版本的Matlab語(yǔ)言有豐富的庫(kù)函數(shù),在進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)可以直接調(diào)用,而且Matlab的庫(kù)函數(shù)同用戶(hù)文件在形成上一樣,所以用戶(hù)文件也可作為Matlab的庫(kù)函數(shù)來(lái)調(diào)用。因而,用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要方便地建立和擴(kuò)充新的庫(kù)函數(shù),以便提高M(jìn)atlab使用效率和擴(kuò)充它的功能。4.語(yǔ)句簡(jiǎn)單,內(nèi)涵豐富:Matlab語(yǔ)言中最基本最重要的成分是函數(shù),其一般形式為(a,6,c…)= fun(d,e ,f,…),即一個(gè)函數(shù)由函數(shù)名,輸入變量d,e,f,…和輸出變量a,b,c… .組成,同一函數(shù)名F,不同數(shù)目的輸入變量(包括無(wú)輸入變量)及不同數(shù)目的輸出變量,代表著不同的含義。這不僅使Matlab的庫(kù)函數(shù)功能更豐富,而大大減少了需要的磁盤(pán)空間,使得Matlab編寫(xiě)的M文件簡(jiǎn)單、短小而高效。 5.高效方便的矩陣和數(shù)組運(yùn)算:Matlab語(yǔ)言像Basic、Fortran和C語(yǔ)言一樣規(guī)定了矩陣的一系列運(yùn)算符,它不需定義數(shù)組的維數(shù),并給出矩陣函數(shù)、特殊矩陣專(zhuān)門(mén)的庫(kù)函數(shù),使之在求解諸如信號(hào)處理、建模、系統(tǒng)識(shí)別、控制、優(yōu)化等領(lǐng)域的問(wèn)題時(shí),顯得大為簡(jiǎn)捷、高效、方便,這是其它高級(jí)語(yǔ)言所不能比擬的。6.方便的繪圖功能:Matlab的繪圖是十分方便的,它有一系列繪圖函數(shù)(命令),使用時(shí)只需調(diào)用不同的 繪圖函數(shù)(命令),在圖上標(biāo)出圖題、XY軸標(biāo)注,格繪制也只需調(diào)用相應(yīng)的命令,簡(jiǎn)單易行。另外,在調(diào)用繪圖函數(shù)時(shí)調(diào)整自變量可繪出不變顏色的點(diǎn)、線(xiàn)、復(fù)線(xiàn)或多重線(xiàn)。MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣,包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱(單獨(dú)提供的專(zhuān)用Matlab函數(shù)集)擴(kuò)展了Matlab 環(huán)境,以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類(lèi)型的問(wèn)題。 鎖定性能輸入?yún)⒖夹盘?hào)的相位發(fā)生階躍變化時(shí),分別分析一階鎖相環(huán)與二階鎖相環(huán)的鎖定性能。 一階鎖相環(huán)一階鎖相環(huán)來(lái)說(shuō),F(xiàn)(s)=1,即沒(méi)有低通濾波器。相位傳輸函數(shù)[14]和誤差傳輸函數(shù)分別為: (31) (32)當(dāng)輸入相位發(fā)生階躍變化時(shí),如圖31所示。,建立時(shí)間t1=。,建立時(shí)間t2=。當(dāng)增益增大時(shí),建立時(shí)間較短。圖31一階鎖相環(huán)的傳輸函數(shù)的時(shí)域響應(yīng)當(dāng)輸入相位發(fā)生階躍變化時(shí),如圖32所示。,建立時(shí)間t3=。,建立時(shí)間t4=。當(dāng)增益增大時(shí),建立時(shí)間較短。圖32一階鎖相環(huán)誤差傳輸函數(shù)的時(shí)域響應(yīng) 二階鎖相環(huán)對(duì)于二階鎖相環(huán)來(lái)說(shuō),它的環(huán)路濾波器是一階低通濾波器。二階鎖相環(huán)路經(jīng)線(xiàn)性化之后,成為一個(gè)二階線(xiàn)性系統(tǒng),它具有二階線(xiàn)性系統(tǒng)的一般性能特點(diǎn)。它的傳遞函數(shù)具有兩個(gè)極點(diǎn),一個(gè)極點(diǎn)由低通濾波器提供,另一個(gè)極點(diǎn)由壓控振蕩器提供。對(duì)二階鎖相環(huán)來(lái)說(shuō),當(dāng)環(huán)路濾波器為一階低通濾波器,它的相位傳輸函數(shù)和誤差傳輸函數(shù)分別為: (33)其中 (34) (35)由式(34)和式(35)得出 (36)當(dāng)輸入相位發(fā)生階躍變化時(shí),如圖33所示。,出現(xiàn)波峰時(shí)間t5=,建立時(shí)間t6=。,出現(xiàn)波峰時(shí)間,建立時(shí)間。圖33二階鎖相環(huán)傳輸函數(shù)的時(shí)域響應(yīng)當(dāng)輸入相位發(fā)生階躍變化時(shí),如圖34所示。,出現(xiàn)波谷時(shí)間t9=,建立時(shí)間t10=。,出現(xiàn)波谷時(shí)間t11=,建立時(shí)間t12=。圖34二階鎖相環(huán)誤差傳輸函數(shù)的時(shí)域響應(yīng)當(dāng)增益增大時(shí),建立時(shí)間較短,振蕩較小。 一階鎖相環(huán)與二階鎖相環(huán)比較二者的比較如圖35,36所示。圖35鎖相環(huán)傳輸函數(shù)圖36誤差傳輸函數(shù)從圖35,圖36可知,一階鎖相環(huán)穩(wěn)定下來(lái)的時(shí)間較短,振蕩較小。但是在實(shí)際應(yīng)用中很少用到,因?yàn)樗鼪](méi)有環(huán)路濾波器,環(huán)路高頻成分不能被濾除,還有一點(diǎn)是它的穩(wěn)態(tài)相位誤差和環(huán)路帶寬總是耦合在一起。 環(huán)路性能工程上通常使用的鎖相環(huán)是二階環(huán)路,在線(xiàn)性跟蹤狀態(tài)下二階鎖相環(huán)可以近似為一個(gè)二階線(xiàn)性系統(tǒng),其環(huán)路動(dòng)態(tài)方程是一個(gè)二階線(xiàn)性微分方程,通過(guò)求解此二階線(xiàn)性微分方程可以得到它的系統(tǒng)性能,也就是環(huán)路的線(xiàn)性化性能。根據(jù)環(huán)路的基本框圖和基本部件的時(shí)域模型,可以得到整個(gè)環(huán)路的時(shí)域模型,如圖37所示。因?yàn)榄h(huán)路的輸入量和輸出量都是相位,所以把環(huán)路的時(shí)域模型稱(chēng)為相位模型。圖37基本鎖相環(huán)相位模型復(fù)頻域的相位模型則如圖 38 所示。圖38基本鎖相環(huán)相位模型 鑒相器的輸出當(dāng)輸入信號(hào)的相位發(fā)生階躍變化時(shí),鑒相器的輸出響應(yīng)曲線(xiàn)如圖39所示。相位誤差響應(yīng)如圖310所示。圖39鑒相器輸出響應(yīng)圖310相位誤差響應(yīng)由第二章可知鑒相器的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)增益為的增益模塊。當(dāng)輸入信號(hào)的相位發(fā)生階躍時(shí),即存在相位誤差時(shí),從圖38可知,隨著時(shí)間的增大,先增大后減小最后趨于0,也就是鎖相環(huán)鎖定。圖310為相位誤差響應(yīng),變化與一致,為鑒相器的輸入。由公式可知,當(dāng)出現(xiàn)相位差時(shí),引起變化。 低通濾波器的輸出低通濾波器的輸出如圖311所示。圖311 低通濾波器輸出從圖311可知,低通濾波器的輸出增加,即為壓控振蕩器的輸入。幅值隨著時(shí)間先增大后減小,并趨于穩(wěn)定。 壓控振蕩器的輸出壓控振蕩器的輸出如圖312所示。圖312 壓控振蕩器輸出響應(yīng)從圖312可看出當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生階躍變化時(shí),環(huán)路濾波器的輸出逐漸升高,從而導(dǎo)致壓控振蕩器
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
文庫(kù)吧 www.dybbs8.com
備案圖片鄂ICP備17016276號(hào)-1