薛青娜

(西安铁路职业技术学院，西安 710014)

1 引言

载波同步是实现QPSK 调制系统相干接收的关键技术［1］，接收机必须重新产生一个与载波同频同相的本地载波，而锁相环技术便是实现这一要求的常用技术。本文采用XILINX System Generator for DSP 进行系统建模，System Generator是XILINX 公司开发的基于Simulink的建模软件，可以看作simulink的工具包。通过System Generator 可以将设计的模型直接生成位流文件，大大简化设计流程，能够让设计者把更多的精力投入系统的设计［2］。下面首先介绍锁相环的基本知识，然后探讨在System Generator 中实现数字锁相环技术，最后仿真验证锁相环的性能。

2 利用锁相环恢复载波的原理

2.1 锁相环基本知识

锁相环可以看作是一个跟踪伺服系统，通过反馈可以动态地调制输出信号，使输出信号与输入信号在频率和相位上保持一致。在锁相环锁定状态下，振荡器输出信号和参考信号之间的相位差为零，如果因某种原因产生相位误差，一种控制机理便作用在振荡器上，调制相位误差使其再次减小到零［3］。

锁相环通常有三个部分组成:鉴相器、环路滤波器和受控振荡器。鉴相器是一种特殊电路，它的输出信号和两个输入信号的相位差成比例。环路滤波器实际上是一个低通滤波器，它能够滤除鉴相器输出信号中不需要的高频分量，保留其低频分量，用来作为压控振荡器的控制信号。受控振荡器是一个晶体振荡器，用来产生与发射端载波同频同相的本地载波信号。

在锁定状态下，锁相环可以看作一个线性控制系统，鉴相器的数学模型可以看作一个增益为Kd的零阶模块［4］。……