用labview模擬鎖相環(huán)-在線瀏覽
2024-09-28 16:41本頁面
【正文】 虛擬儀器程序（VI）的基本組成2 鎖相環(huán)理論介紹 鎖定與跟蹤的概念3 虛擬鎖相環(huán)電路的具體實(shí)現(xiàn) 濾波器（LF） 壓控振蕩器(VCO)4 子VI 時(shí)鐘發(fā)生器的實(shí)現(xiàn) 5 程序的前面板圖和程序圖結(jié)論參考文獻(xiàn)1 引言鎖相環(huán)路（PLL）是一個(gè)能夠跟蹤輸入信號(hào)相位的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。鎖相環(huán)路具有載波跟蹤特性，作為一個(gè)窄帶跟蹤濾波器，可提取淹沒在噪聲之中的信號(hào)；用高穩(wěn)定的參考振蕩器鎖定，可以提供一系列頻率穩(wěn)定的頻率源；可進(jìn)行高精度的相位與頻率測(cè)量等等。它具有低門限特性，可以大大改善模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的解調(diào)質(zhì)量。 LabVIEW概述 LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Workbench, 實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái))是美國(guó)NI公司(National Instrument Company)推出的一種基于G語言(Graphics Language,圖形化編程語言 )的虛擬儀器軟件開發(fā)工具。LabVIEW 為虛擬儀器設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)便捷 輕松的設(shè)計(jì)環(huán)境。 LabVIEW 工作環(huán)境 LABVIEW 的工作窗口主要由兩個(gè)窗口組成：一個(gè)是前面板開發(fā)窗口，用于編輯和顯示VI前面板對(duì)象，另一個(gè)是框圖程序窗口，用于編輯和顯示流程圖（程序源代碼）。(1) 工具模板（Tools Palette）：提供用于操作、編程前面板和流程圖上對(duì)象的各種工具。當(dāng)用它向前面板的控制器或顯示器鍵入值時(shí)，工具會(huì)變成標(biāo)簽工具的形狀。當(dāng)它用于改變對(duì)象邊框的大小時(shí)，會(huì)變成相應(yīng)的形狀。當(dāng)創(chuàng)建自由標(biāo)簽時(shí)它會(huì)變成相應(yīng)的形狀。如果聯(lián)機(jī)幫助的窗口被打開時(shí)，把該工具放在任一條線上，就會(huì)顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。調(diào)試時(shí)可以通過探針窗口來觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化狀況。具體的講，就是LabVIEW將傳統(tǒng)儀器上的各種旋鈕、開關(guān)、顯示屏等所有可能涉及的操作部件都做成外形相似的“控件”，分類存于控制面板上。由于控制模板是LabVIEW為設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)虛擬面板而提供的，因此它只會(huì)在前面板編輯窗口中出現(xiàn)。功能模板包含用于VI編程的對(duì)象，例如：數(shù)值運(yùn)算、儀器I/O、文件I/O以及數(shù)據(jù)采集等操作。 虛擬儀器程序（VI）的基本組成VI由以下3部分組成。（2） 框圖程序：是程序源代碼，用模塊代替普通函數(shù)。 鎖定與跟蹤的概念鎖相環(huán)路（PLL）是一個(gè)相位跟蹤系統(tǒng)， 設(shè)輸入信號(hào)：ui（t）= Ui sin[wi t +θi（t）]式中 ui是輸入信號(hào)的幅度。θi（t）是以載波相位wi t為參考的瞬時(shí)相位若輸入信號(hào)是未調(diào)載波，θi（t）即為常數(shù)，是ui（t）的初始相位，若輸入信號(hào)是角調(diào)制信號(hào)，（包括調(diào)頻調(diào)相），θi（t）即為時(shí)間的函數(shù)設(shè)輸入信號(hào) uo（t）＝Uo cos[wo t +θo（t）]式中 Uo是輸出信號(hào)的幅度wo是環(huán)內(nèi)被控制振蕩器的自由振蕩角頻率，它是環(huán)路的一個(gè)重要參數(shù)θo（t）是以自由振蕩的載波相位wo t為參數(shù)的瞬時(shí)相位，在未受控制以前它是常數(shù)，在輸入信號(hào)的控制之下，θo（t）即未時(shí)間常數(shù)。為此，先討論兩個(gè)不同頻率信號(hào)之間的相位關(guān)系。輸入相位θ1（t）與反饋的輸出相位θ2（t）進(jìn)行比較，得到誤差相位θe（t），由誤差相位產(chǎn)生誤差電壓Ud（t），誤差電壓經(jīng)過環(huán)路濾波器F（p）的過濾得到控制電壓Uc（t），控制電壓加到壓控振蕩器上使之產(chǎn)生頻率偏移，來跟蹤輸入信號(hào)頻率Wi（t）。鎖定之后，被控的壓控振蕩器頻率與輸入信號(hào)頻率相同，兩者之間維持一定的穩(wěn)態(tài)相位差。若沒有這個(gè)穩(wěn)態(tài)相差，控制電壓就會(huì)消失（環(huán)路濾波器為理想積分器是例外，這在第四章中將會(huì)說明），壓控振蕩器的振蕩頻率又將回到其自由振蕩頻率Wu，環(huán)路當(dāng)然不能鎖定。這個(gè)模型直接給出了輸入相位θ1（t）與輸出相位θ2(t)之間的關(guān)系，故又稱為環(huán)路的相位模型，它是進(jìn)一步分析鎖相環(huán)的基礎(chǔ)。這個(gè)負(fù)反饋控制系統(tǒng)是由鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器(LF)和電壓控制振蕩器(VCO)三個(gè)基本部件組成的，基本構(gòu)成如下圖所示。而本課題采用最簡(jiǎn)單的鎖相環(huán)路——一階鎖相環(huán)路進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。實(shí)際上一階環(huán)很少被采用，但是由于環(huán)路中發(fā)生的種種物理現(xiàn)象，如捕獲、鎖定和失鎖等等，都可以通過一階環(huán)得到明確的說明。壓控振蕩器是一個(gè)電壓——頻率變換裝置，在環(huán)路中作為被控振蕩器，它的振蕩頻率應(yīng)隨輸入控制電壓Uo(t)線性的變化。鑒相
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