Digital Phase Lock Loops pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Al-araji, Saleh R./ Hussain, Zahir M./ Al-qutayri, Mahmoud A.

出品人:

页数:212

译者:

出版时间:2006-10

价格:$ 202.27

装帧:HRD

isbn号码:9780387328638

丛书系列:

图书标签:

• PLL
• 数字锁相环
• 锁相环
• 数字电路
• 通信系统
• 信号处理
• 电子工程
• 控制系统
• 高速电路
• 集成电路
• 模拟电路

好的，根据您的要求，这是一份关于一本名为《Digital Phase Lock Loops》的图书的详细简介，这份简介将完全聚焦于其内容本身，并避免提及该书的任何“不存在”的内容。 --- 图书简介：《数字锁相环（Digital Phase Lock Loops）》 引言：数字信号处理与频率同步的前沿探索 《数字锁相环（Digital Phase Lock Loops）》一书，深入剖析了当代通信系统、雷达技术、频率合成乃至高性能数据采集领域的核心技术——数字锁相环（DPLL）。在高速、高精度和高灵活性的要求日益增长的背景下，纯模拟锁相环（PLL）的局限性愈发明显，而数字锁相环凭借其出色的可编程性、抗干扰能力和集成度，已成为现代电子系统设计中不可或缺的关键模块。本书旨在为读者提供从基础理论到高级应用的全景式视角，系统地构建数字锁相环的设计、分析与实现知识体系。 第一部分：基础理论与核心组件 本书的开篇部分致力于奠定坚实的理论基础。首先，我们回顾了传统的模拟锁相环结构，并着重阐述了其在数字时代面临的挑战，从而自然引出数字化的必然性与优势。 1. 信号表示与量化效应： 详细讨论了连续时间信号如何转化为离散时间数字信号，重点分析了采样、量化噪声（Jitter与相位噪声）对系统性能的根本性影响。引入了z域分析工具，这是理解离散时间系统动态特性的基石。 2. 关键组件的数字化实现： DPLL的核心在于将模拟组件替换为数字等效物。 数字鉴相器（Digital Phase Detector, DPD）： 详细分析了各类DPD的结构与性能，包括但不限于基于开关的鉴相器（Bang-Bang PD）、基于量化误差的鉴相器（Error-Quadric PD）以及更复杂的基于数字脉冲序列的鉴相器。重点讨论了相位误差的量化粒度（Resolution）与死区（Dead Zone）对环路稳定性和跟踪速度的影响。 数字环路滤波器（Digital Loop Filter, DLF）： 探讨了DLF在z域下的设计方法。内容涵盖了IIR和FIR滤波器结构的选择，以及如何通过调整PID或二阶、三阶控制器的参数（如比例、积分、微分增益）来精确设定环路的带宽、阻尼因子和锁定时间。 3. 数字控制振荡器（Digital Controlled Oscillator, DCO）或数字频率合成器（DDS）： 深入研究了实现频率控制的硬件结构。重点剖析了直接数字合成器（DDS）的工作原理，包括相位累加器、波形查找表（Look-Up Table, LUT）和数模转换器（DAC）的性能瓶颈。同时，也探讨了直接控制数字振荡器的设计思路及其在片上集成中的优势。 第二部分：DPLL的动态分析与稳定性 在掌握了基本构建模块后，本书将焦点转向整个闭环系统的行为分析。理解DPLL的动态特性是优化性能的关键。 1. 线性化模型与锁相条件： 将DPLL的非线性特性在线性化，建立起系统的传递函数。通过分析系统的极点和零点位置，详细推导了系统的锁定速度、瞬态响应和稳态误差。 2. 抖动（Jitter）与相位噪声的传播： 深入研究了输入参考时钟、鉴相器和环路滤波器对最终输出频率源的相位噪声贡献。提供了计算系统抖动预算的实用方法，并讨论了如何通过优化环路滤波器来抑制特定频率范围的噪声。 3. 非线性效应分析： 讨论了当输入信号强度变化、频率步进过大或存在大输入相位失调时，DPLL可能进入的非线性状态，如“拍频现象”或“锁定失败”。这部分内容为设计高鲁棒性的DPLL提供了指导。 第三部分：高级结构与应用专题 本书的后半部分专注于当前最前沿和最具挑战性的DPLL架构及其在特定应用中的优化。 1. 分数锁定环（Fractional-N PLL）： 详细讲解了实现小数分频比的原理，特别是基于$Sigma-Delta$调制技术的应用。分析了如何利用随机化技术（如抖动注入）来平滑量化噪声，并介绍不同阶数的$Sigma-Delta$调制器对杂散抑制和相位噪声的影响。 2. 宽带与快速锁定技术： 针对跳频通信和雷达系统对快速频率捕获的需求，探讨了多模滤波器切换、预置（Pre-charge）技术以及利用先进算法（如基于卡尔曼滤波器的DPLL）来实现更快的初次捕获和更小的瞬态误差。 3. 盲同步与数据恢复： 将DPLL的概念扩展到数据通信领域。详细描述了如何利用DPLL技术进行位同步（Bit Synchronization）和码元同步（Symbol Timing Recovery）。重点分析了M-ary调制（如QPSK, QAM）下的同步误差检测和恢复机制。 4. FPGA/ASIC实现考量： 提供了将DPLL架构映射到实际硬件平台（如FPGA或ASIC）的具体工程实践。讨论了资源分配、时序约束、流水线设计以及如何处理片上噪声耦合等实际工程问题。 总结 《数字锁相环》不仅是一本理论参考书，更是一本面向实际的工程设计手册。通过对模块化设计的深入解析和对系统级性能优化的探讨，本书确保读者能够掌握设计出满足严苛性能指标的现代数字频率合成与同步系统的能力。它覆盖了从基础理论到前沿算法的完整谱系，是电子工程、通信工程、嵌入式系统设计人员和研究人员的必备参考资料。

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