随着锁相环在电子技术领域的广泛应用,对锁相环的性能,集成度等各方面要求越来越高。传统的固定带宽的锁相环已经满足不了工程上的要求,带宽自适应锁相环能很好地解决模拟锁相环环路带宽与抗噪声性能相互制约的问题。伴随着数字电子技术的飞速发展,全数字锁相环逐步取代模拟锁相环,全数字锁相环的可移植性好,锁定时间短,抗噪声性能强,集成度高,不仅能够制成单片集成锁相环路,而且可以作为一个功能模块嵌入片上系统(SOC),构成片内锁相环。然而全数字锁相环的出现并没有解决锁相环设计的根本性难题。全数字锁相环所存在的非线性系统设计难度大、利用逻辑算法实现低通滤波困难、设计参数不能实现锁相环的锁相范围、锁相速度和稳定性等三个性能指标的解耦控制等问题。针对全数字锁相环设计中所存在问题,本文利用模糊控制算法设计非线性系统的优势,提出了一种基于模糊控制算法的带宽自适应全数字锁相环的设计方法。从基于PI算法带宽自适应全数字锁相环模型出发,结合锁相环实现带宽自适应的准则,对现有的带宽自适应全数字锁相环的系统模型加以改进和发展,建立基于模糊控制算法的带宽自适应全数字锁相环的系统模型。通过理论研究,找出环路的单边带噪声带宽BL与环路滤波器参数K1和K2之间的联系;在理论研究的基础上,设计了一种模糊带宽控制器,该控制器以锁相环路的相位误差和角频率误差为输入,以环路的单边带噪声带宽BL为输出。最终通过BL调节环路滤波器的参数以实现自适应相位跟踪。采用DSP Builder建模的方法完成了二阶锁相环电路的设计与仿真,在仿真基础上,将在DSP Builder中建立的系统模型转换为VHDL程序,利用FPGA来实现模糊控制算法的方案,最后利用模块化设计思想,实现各个模块的结构和功能,最后利用EDA工具软件对其进行功能仿真和时序仿真。仿真结果表明:基于模糊控制算法设计全数字锁相环的设计方法,能够设计实现带宽自适应调节。在输入信号大范围波动时,能够快速实现信号的锁定,而且相对于传统的基于PI控制算法的带宽自适应全数字锁相环,基于模糊控制算法实现的带宽自适应锁相环系统的稳定性、响应速度更佳。