利用锁相环实现载波同步 

利用锁相环实现载波同步

一：实验目的：利用matlab验证锁相环实现载波同步的原理和方法。

二：实验要求：设输入已调信号为FM信号，该调频信号由100Hz的消息正选拨调制1kHz的载频而成。试用锁相环从已调信号中提取载波信号，实现载波同步。

三：实验原理：

FM调制原理：FM是由基带信号来调制载波信号的角频率，使其随基带信号线性变化； 锁相环提取载波原理：

入信号

鉴相器 PD 环路滤波器 LF 压控振荡VCO出U0(t) 器 VCO

四：实验源码：

clear all; close all;

f=1000;êrrier

fs=100000;%Sample frequency N=5000;%Number of samples Ts=1/fs;

t=(0:Ts:(N*Ts)-Ts);

%Create the message signal f1=100;%Modelating frequency msg=sin(2*pi*f1*t);

kf=.0628;%Modulation index

%Create the real and imaginary parts of a CW modulated carrier to be tracked. Signal=exp(j*(2*pi*f*t+2*pi*kf*cumsum(msg))); %Modulated carrier

Signal1=exp(j*(2*pi*f*t));%Unmodulated carrier %Initilize PLL Loop phi_hat(1)=30; e(1)=0;

phd_output(1)=0;

vco(1)=0;Tfine Loop Filter parameters(Sets damping) kp=0.15;%Proportional constant ki=0.1;%Integrator constant %PLL implementation for n=2:length(Signal)

vco(n)=conj(exp(j*(2*pi*n*f/fs+phi_hat(n-1))));% %Compute VCO

phd_output(n)=imag(Signal(n)*vco(n));%Complex multiply VCOxSignal input e(n)=e(n-1)+(kp+ki)*phd_output(n)-ki*phd_output(n-1); %Filter integrator

phi_hat(n)=phi_hat(n-1)+e(n); %Update VCO end;

%Plot waveforms startplot=1; endplot=1000; figure(1);

subplot(3,2,1);

plot(t(startplot:endplot),msg(startplot:endplot)); title('消息信号（频率100Hz）'); %xlable(‘Time(seconds)’); ylabel('幅度'); grid;

figure(1);

subplot(3,2,2);

plot(t(startplot:endplot),real(Signal(startplot:endplot)));

title('FM已调信号（用100Hz的消息信号调制');%xlable(‘Time(seconds)’); ylabel('幅度'); grid; figure(1)

subplot(3,2,3);

plot(t(startplot:endplot),e(startplot:endplot)); title('环路虑波器的输出'); ylabel('幅度'); grid;

subplot(3,2,4);

plot(t(startplot:endplot),real(vco(startplot:endplot))); title('压控振荡器的输出'); xlabel('Time(seconds)'); ylabel('幅度'); grid;

subplot(3,2,5);

plot(t(startplot:endplot),phd_output(startplot:endplot)); title('鉴相器的输出'); xlabel('Time（seconds）'); ylabel('幅度'); grid;

subplot(3,2,6);

plot(t(startplot:endplot),real(Signal1(startplot:endplot))); title('载波(频率1kHz)');

1KHz的载波）xlabel('Time（seconds）'); ylabel('幅度'); grid;

五：实验结果及分析：

消息信号是一个单音频信号见subplot(3,2,1)，由它来调制载波得已调信号见 subplot(3,2,2)，锁相环从已调信号中提取载波信号， 见subplot(3,2,5)是与载波同频同相的本地载波。

消息信号（频率100Hz）FM已调信号（用100Hz的消息信号调制1KHz的载波）11幅度0-10.5幅度00.005环路虑波器的输出0.010-1100.005压控振荡器的输出0.01幅度0-0.500.005鉴相器的输出10.01幅度0-100.005Time(seconds)载波(频率1kHz)0.011幅度0-1幅度00.005Time（seconds）0.010-100.005Time（seconds）0.01