高等院校信息与通信工程系列教材 通信中的同步技术及应用PDF电子书下载

第1章　锁相环的基本工作原理 1

1.1　基本概念与锁相环的组成 1

1.2　环路工作原理与相位模型 3

1.2.1　环路各部件作用和功能模型 3

1.2.2　环路的相位模型 6

1.3　环路动态方程 6

1.3.1　动态方程 6

1.3.2　动态方程的物理意义 7

1.4　锁相环的工作过程 8

1.4.1　环路入锁过程 8

1.4.2　环路跟踪过程 11

1.5　环路基本部件 13

1.5.1 鉴相器（PD） 13

1.5.2 环路滤波器（LF） 16

1.5.3　压控振荡器（VCO） 19

参考文献 19

习题 19

第2章　环路线性跟踪性能 21

2.1 环路线性化的相位模型与传递函数 21

2.1.1　环路线性化的相位模型 21

2.1.2　线性反馈控制系统的传递函数 23

2.1.3　环路的传递函数 23

2.2　环路线性跟踪的时域分析 25

2.2.1　典型输入信号 25

2.2.2　环路暂态响应 27

2.2.3　环路稳态相位误差 32

2.2.4　小结 34

2.3　环路对输入相位谱的响应 34

2.3.1　环路频率响应 34

2.3.2　环路两种跟踪状态 39

2.3.3　环路两种跟踪状态的应用 41

2.4　环路稳定性 45

2.4.1　环路稳定性的特点 45

2.4.2　伯德（Bode）准则 45

2.4.3　二阶环路稳定性分析 47

2.4.4　高阶环路的稳定性分析与设计 51

参考文献 56

习题 56

第3章　环路非线性性能 58

3.1　非线性跟踪性能 58

3.1.1　稳态相位误差 58

3.1.2　最大频率阶跃量 59

3.1.3　最大同步扫描速率 60

3.1.4 同步带 60

3.2　环路捕获性能和捕获过程 60

3.2.1　环路快捕性能 61

3.2.2　环路捕获过程和捕获带 64

3.2.3　小结 69

3.3　环路辅助捕获 69

3.3.1　减小初始频差法 69

3.3.2　变带宽和变增益法 70

3.3.3　辅助鉴频法 70

3.3.4　频差估计法 71

参考文献 71

习题 71

第4章　环路噪声性能分析 73

4.1 输入加性噪声的环路相位模型 73

4.1.1　输入加性噪声的特性 73

4.1.2　输入加性噪声的环路相位模型 74

4.2　环路对加性高斯白噪声的线性过滤 76

4.2.1　环路等效输入相位噪声 76

4.2.2　环路输出相位噪声方差 77

4.2.3　环路等效噪声带宽 78

4.2.4　环路信噪比 80

4.3 环路对VCO相位噪声的线性过滤 82

4.4　环路对各种噪声的线性过滤 83

4.5　环路跳周和失锁门限 84

4.5.1　环路跳周和失锁门限的概念 84

4.5.2　平均跳周时间和跳周概率 86

参考文献 87

习题 87

第5章　数字锁相环 89

5.1 奈奎斯特型全数字锁相环（NR-DPLL） 89

5.1.1 NR-DPLL的典型结构 89

5.1.2 NR-DPLL的性能分析 94

5.1.3 NR-DPLL的设计方法 97

5.2 插／扣脉冲型DPLL 99

5.2.1　典型结构和工作原理 100

5.2.2 插／扣脉冲型DPLL的跟踪性能 102

5.2.3　插／扣脉冲型DPLL芯片 104

参考文献 106

习题 107

第6章　载波同步和载波频偏估计 108

6.1　同步参数估计 108

6.2　载波恢复锁相环 111

6.2.1 平方环 111

6.2.2　同相-正交环 114

6.2.3　判决反馈环 116

6.2.4　多元数字调制判决反馈环 117

6.3 自动频率控制 120

6.3.1 相乘微分型AFC环路 121

6.3.2　延迟叉积型AFC环路 121

6.4　突发通信中载波频偏估计 123

6.4.1 基于FFT的载波频偏估计 124

6.4.2　基于最大似然开环载波频偏估计 125

6.4.3 开环载波同步ML估计在M-PSK解调中的应用 129

6.4.4　频率估计和相位递推联合估计解调MPSK信号 130

6.4.5 Kay、Fitz和L＆R三种频率估计子 131

参考文献 135

习题 135

第7章　定时同步和定时估计 137

7.1　非线性变换——滤波法 137

7.1.1　平方运算法 137

7.1.2　延迟相乘法 139

7.1.3　微分全波整流变换 139

7.2　早-迟积分同步法 139

7.2.1　早-迟积分比相原理 140

7.2.2　绝对值型早-迟积分同步环 140

7.3　基于数字插值算法的符号同步 143

7.3.1 内插算法符号同步的结构 143

7.3.2　插值滤波器的实现原理 144

7.4　最大平均功率定时估计 146

7.5　定时和载频联合估计 147

参考文献 149

习题 149

第8章　扩频通信中的同步 150

8.1　扩频系统同步概述 150

8.1.1　直扩系统的同步 150

8.1.2　跳频系统的同步 150

8.2 PN码同步 151

8.2.1　PN码捕获 151

8.2.2　PN码跟踪 152

8.3　带序贯滤波的全数字非相干延迟PN码跟踪环 154

8.3.1 NC-DLL环路的结构 154

8.3.2 NC-DLL环路的原理 155

8.4　WCDMA系统中的同步 155

8.4.1 WCDMA系统中同步信号的特点 156

8.4.2　适用于基站的基于内插的全数字PN码跟踪环 157

8.5　卫星信号数字接收机同步系统实例 158

8.5.1　环路结构和原理 158

8.5.2　环路主要部件 159

参考文献 161

附录 常用环路的重要参数 162