应用于电视中频解调的宽带锁相环设计

论文摘要

在多制式的电视中频解调电路中,锁相环作为核心部分,其性能的好坏直接影响着电视接收机的系统性能。为了能够覆盖接收的所有载波频率,锁相环频率调节范围必须足够大,加上随着工艺、电压、温度变化的影响,锁相环自身频率变化范围也很大,这对锁相环频率捕获范围提出了更高的要求。对于普通的锁相环应用,主要考虑的性能还有快速锁定、低相位噪声、小型化、全集成,这使得获得宽的频率调节范围非常困难。本文结合实际应用情况,在综合考虑了各种改善锁相环捕获性能的实现方法后,添加了独立的数字辅助捕获电路-自动频率控制电路。自动频率控制电路和鉴频鉴相器共同作用,调节改进型的压控振荡器,进而改善锁相环的捕获性能,并且在大的频率偏差时,可有效的提高锁定速度。本文首先论述了锁相环的基本结构与工作原理,分析了其跟踪与捕获特性,接着阐述了多种改善锁相环捕获范围与锁定速度的方法,最后分析并提出了基于本文实际应用的锁相环电路,并详细论述了为了改善捕获特性所采用的数字辅助捕获电路与改进型的压控振荡器的优点。电路设计采用CSMC的0.5um BiCMOS工艺模型,并利用HSpice仿真工具进行了仿真,并且,给出了相应的仿真结果。仿真结果表明:通过自动频率控制的调整,锁相环环路捕获范围增至40MHz,可以有效的避免失锁与错锁。并且,当频差为1MHz-1.6MHz时,捕获时间可控制在200μs,与没有自动频率控制的捕获时间1ms相比,捕获时间降低了约80%。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 锁相技术的发展背景
• 1.2 锁相技术的发展现状
• 1.3 课题的意义和目的
• 1.4 本文所做工作及创新点
• 1.5 章节安排
• 第二章 锁相环原理概述
• 2.1 PLL 系统的基本结构和原理
• 2.2 PLL 系统中的重要概念和主要参数
• 2.2.1 PLL 的工作状态
• 2.2.2 PLL 的主要参数
• 2.3 PLL 环路性能分析和设计要点
• 2.3.1 PLL 的数学模型
• 2.3.2 Ⅰ型锁相环的分析
• 2.3.3 影响PLL 性能的主要参数分析
• 2.4 优化PLL 性能的方案
• 2.4.1 辅助捕获方法
• 2.4.2 环路带宽的最优选择方案
• 2.5 本文提出的用于电视中频解调的PLL
• 2.6 本章小结
• 第三章 锁相环系统电路实现
• 3.1 压控振荡器VCO
• 3.1.1 振荡器的种类
• 3.1.2 张弛振荡器工作原理
• 3.1.3 本文提出的张弛振荡器
• 3.2 环路滤波器的设计
• 3.3 鉴频鉴相器的实现
• 3.3.1 数字PFD
• 3.3.2 模拟鉴频鉴相器
• 3.4 本章小结
• 第四章 自动频率控制AFC 的实现
• 4.1 自动频率控制电路原理
• 4.2 本文AFC 电路的实现
• 4.3 PLL 系统结构与仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 附录
• 硕士其间所做课题简介
• 致谢