刘 磊

(电子科技大学成都学院,四川成都 611731)

0 引 言

对于GPS来说,其接收机是否适用于高动态的情况,通常取决于其环路滤波器.在接收机实际的设计过程中,环路滤波器参数的设置是关键.环路滤波器的作用是降低噪声,其对信号动态响应的灵敏度由环路滤波器的阶数和噪声带宽决定[1].所以,正确选择环路滤波器的阶数和设计参数十分重要.本文在确定环路滤波器阶数为三阶的前提下,着重对其参数进行设计.

1 环路滤波器的计算原理

在GPS接收机的电路当中,环路滤波器通常采用FLL和PLL并存的方式.一般情况下,FLL和PLL的ωof和ωop分别由噪声带宽 Bnf和Bnp决定.此时,倘若三阶环路滤波器噪声带宽相同,那么这些系数用于FLL、PLL和DLL(延迟锁定环)时都是相同的.需要注意的问题是,FLL误差的单位是Hz,PLL和DLL的误差单位是距离.所以,FLL在对滤波器的系数插入点比PLL的插入点要提前一个积分器(见图1).

图1 FLL和PLL合并示意图

二、三阶环路滤波器的特性如表1所示.在实际应用过程中,三阶环路滤波器对于加速度的应力是不敏感的,但是对于加加速度是敏感的.为了能够降低加加速度对三阶环路滤波器的影响,噪声带宽应该在相对稳定性的基础上尽可能的宽.通过蒙特卡洛模拟得出,当噪声带宽Bn≤18 Hz时,三阶环路滤波器可达到比较好的稳态水平.在本文中为了获得最极限的效果,Bn取上限.这样做虽然在降噪方面会带来一定负面的影响,但获得的好处是可达到最佳的稳态效果[2].

当Bn≤18 Hz时……