基于FPGA的数字锁相环平台的搭建

一、设计目标

基于锁相环的理论，以载波恢复环为依托搭建数字锁相环平台，并在FPGA中实现锁相环的基本功能。

在FPGA中实现锁相环的自动增益控制，锁定检测，锁定时间、失锁贴片功率电感时间的统计计算，多普勒频偏的估计。

通过USB接口与电脑实现通信来交换有关锁相环的参数。电脑传递锁相环所需的参数（如等效噪声带宽等），FPGA将锁相环的结果传递给电脑（如锁定时间，多普勒频率等）。

二、设计任务

锁相环的输入具有自动增益控制AGC模块，这样可以允许一定动态范围的信号输入，也减少了输入环路信噪比的大幅波动，从而减少了环路噪声带宽的大幅波动。

基于VHDL语言实现数字锁相环，混频基于CORDIC算法，相位提取模块是修正的反正切相位提取，环路滤波器采用理想的二阶环，NCO采用32位的累加器。设计完先进行Modelsim仿真，后利用ISE自带的CHIPSCOPE下载调试。

具有锁定检测模块，当环路锁定时，通过LED灯或数码管给出锁定指示。

通过锁定指示的输出信号，来控制一个实时时钟，这样可以统计锁定时间和失锁时间，所记录的时间存入两个FIFO。

设计USB通信模块，使得设计的锁相环可以同电脑进行通信，将接收电脑传给FPGA的环路参数，同时将检测的锁定时间和失锁时间，锁定指示，多普勒频偏估计等传输给电脑。

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