基于simulink使用环形整形设计调谐锁相环
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发布时间：2025-01-02 10:06
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此程序说明如何调整无源环路滤波器的组件，以提高锁相环（PLL）系统的环路带宽。使用Control System Toolbox软件中提供的固定结构调谐方法计算环路滤波器参数。PLL系统使用混合信号模块集™库中的参考架构模块进行建模。
PLL是一种闭环系统，其输出信号相位取决于其输入信号相位。模型包括PLL参考架构模块（具有单模预分频器的整数N个PLL）和PLL测试台模块。内部闭环架构包括相频检波器（PFD）、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器（VCO）和预分频器。混合信号模块集库提供多个参考架构模块，用于Simulink中设计和仿真PLL系统。通过调整环路滤波器模块的无源滤波器组件，可以获取所需的开环带宽和相位裕量。使用Control System Toolbox软件指定所需环路响应形状，并调整固定结构控制器参数以近似该环路形状。为了实现目标环路形状，需要调整环路滤波器的电阻和电容值。这样可以提高系统的开环带宽，减少测量的锁定时间。
在PLL架构模型中，环路滤波器定义为固定阶数和固定结构的控制器。为了实现目标环路形状，需要调整环路滤波器的电阻和电容值。模拟模型显示PLL的电流环路动态，观察PLL的锁定时间和相位噪声指标。定义在MATLAB中构建闭环系统所需的PLL参数。要将环路滤波器建模为可调谐元件，首先创建可调标量实参数来表示每个滤波器组件。定义初始值、边界和参数是否可自由调整。使用电流环路滤波器电阻和电容值作为可调参数的初始数值。
构建自定义可调谐系统。通过提供低于所需开环带宽至少20个比他角和高于所需开环带宽20个比他角的目标增益，将环路增益定义为频率响应数据模型。目标环路形状的关键方面是指定适当的目标环形。可调谐补偿器是一个四阶系统，具有单个积分器和一个零点，被控对象代表积分器。环路增益必须是开环结构的可行目标。要调谐环路滤波器，请根据指定积分动作、3 MHz分频器和40 dB/十倍频程滚降要求的目标环路形状创建调谐目标。目标在低于和高于所需开环带宽的三十年内执行。参考目标环路形状观察PLL系统的当前开环形状。S表示反向灵敏度函数，T表示互补灵敏度函数。默认情况下，“控制系统工具箱”绘图使用 rad/s 作为频率单位。
