第讲高频反馈控制电路
合集下载
高频电子线路完整章节课件(胡宴如)
1.2、无线电波的基本特点
无线电波的波段划分表：
频段名称 频率范围 30~300kHz 300~3000kHz 3~30kHz 主要用途 长距离点与点通信 广播、船舶、飞行通信 短波广播、军事通信 电视、调频广播、雷达 103~104m 低频(LF)
波段名称 波长范围 长波LW
中波MW 102~103m 中频(MF) 短波SW 米波 分米波 厘米波 毫米波 10~102m 1~10m 1~10dm 1~10cm 1~10mm 高频(HF)
1.3、非线性电路的基本概念
非线性电路的基本特点 1）非线性电路能够产生新的频率分量，具有频率 变换作用； 2）非线性电路分析上不适用叠加定理； 3）当作用信号很小、工作点取得适当时，非线性 电路可近似按线性电路进行分析。
1.4、本课程的主要内容及特点
本课程主要是研究通信系统中共用的基本 单元电路，其内容包括高频小信号放大器、高 频功率放大器、正弦波振荡器、调制与解调电 路、混频电路、反馈控制电路等。除了高频小 信号放大器为线性电路，其余都属于非线性电 子线路。因此要注意以下几点： 1）非线性电子线路分析的复杂性； 2）非线性电子线路种类和电路形式的多 样性； 3）非线性电子线路具有很强的实践性。
第2章 小信号选频放大器
主要内容：
LC谐振回路 小信号谐振放大器 集中选频放大器
2.1 LC谐回路—概述
LC 谐振回路是高频电路里最常用 的无源选频网络，包括并联回路和串联回路 两种结构类型。 利用LC谐振回路的幅（度）频（率） 特性和相（位）频（率）特性，不仅可以进 行选频，即从输入信号中选择出有用频率分 量而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选 频放大器和正弦波振荡器中），而且还可以
高频直流电源控制电路框图
运行信号
控制主控板AC15V
三相故障信号
CPU板
启停控制
启停控制继电器
CV/CC切换控制
电Байду номын сангаас/功率反馈（0~10V）
缓启动输出(0~12V)
CC/CV调节电压
CV/CC切换继电器
功率/稳流稳压切换
电压/功率反 馈信号切换 继电器
电压反馈、功率反馈
三相采样
远控功率信号 485通讯
远控功率显示
远控功率信号
远控功率显示隔离板
触摸屏 远控电流电压显示
远控电流电压显示信号
远控显示隔离板
电流电压采样
采样隔离板
电流电压采样
反馈信号
电流反馈(0~10V)
过热、故障信号
过热指示信号，故障指示信号
主 控 板
主控板电源，反馈信号，给定信号，报警信号，工作信号
远程控制信号
故障信号
故障信号
本控工作指示
工作信号
远控板
给定信号(0~10.5V)
本控给定隔离板
隔离输出(0~12.3V)→缓启动输入
故障报警继电器
故障控制信号输出
远控工作指示 三相过欠压保护 器
三相采样信号
温控开关
温度反馈
功率单元1对应驱动板 （2块） 远控给定
远程给定信号
驱动信号，报警信号
电流电压采样
电流电压信号
驱动加强板
驱动信号，报警信号
驱动信号，报警信号
功率单元2对应驱动板 （2块）
远控故障指示
本控故障指示
远控给定 隔离板
远程给定信号
远程控制
水温水压 传感器
电流电压显示信号 水温水压信号
显示隔离板
控制主控板AC15V
三相故障信号
CPU板
启停控制
启停控制继电器
CV/CC切换控制
电Байду номын сангаас/功率反馈（0~10V）
缓启动输出(0~12V)
CC/CV调节电压
CV/CC切换继电器
功率/稳流稳压切换
电压/功率反 馈信号切换 继电器
电压反馈、功率反馈
三相采样
远控功率信号 485通讯
远控功率显示
远控功率信号
远控功率显示隔离板
触摸屏 远控电流电压显示
远控电流电压显示信号
远控显示隔离板
电流电压采样
采样隔离板
电流电压采样
反馈信号
电流反馈(0~10V)
过热、故障信号
过热指示信号，故障指示信号
主 控 板
主控板电源，反馈信号，给定信号，报警信号，工作信号
远程控制信号
故障信号
故障信号
本控工作指示
工作信号
远控板
给定信号(0~10.5V)
本控给定隔离板
隔离输出(0~12.3V)→缓启动输入
故障报警继电器
故障控制信号输出
远控工作指示 三相过欠压保护 器
三相采样信号
温控开关
温度反馈
功率单元1对应驱动板 （2块） 远控给定
远程给定信号
驱动信号，报警信号
电流电压采样
电流电压信号
驱动加强板
驱动信号，报警信号
驱动信号，报警信号
功率单元2对应驱动板 （2块）
远控故障指示
本控故障指示
远控给定 隔离板
远程给定信号
远程控制
水温水压 传感器
电流电压显示信号 水温水压信号
显示隔离板
《高频反馈控制电路》课件
解决方案
为了解决非线性失真问题，可以采取一系列措施，如优化电路设计、减小信号幅度、选择合适的元件等。此外，在电路设计中考虑非线性抑制也是解决非线性失真问题的有效方法。
06
高频反馈控制电路的发展趋势与展望
新型高频反馈控制电路的研究方向：随着技术的不断发展，新型高频反馈控制电路的研究也在不断深入。目前的研究方向主要包括采用新型材料、优化电路设计、提高工作频率等方面。
详细描述
线性度是指高频反馈控制电路在一定工作范围内，输出与输入之间的线性关系。线性度好的电路，其输出与输入成比例关系，能够更好地实现信号的传输和处理。线性度对于保证信号的真实性和准确性至关重要，特别是在高精度和高稳定性的应用中。
VS
噪声性能是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标之一，它反映了电路对噪声的抑制能力。
高频反馈控制电路的组成
输入阻抗
输入灵敏度
输入噪声
输入带宽
01
02
03
04
描述输入端对信号源的电阻抗特性，影响信号源的输出电压。
输入电压变化与输入电流变化的比值，表示电路对微弱信号的响应能力。
输入端产生的随机电信号，影响电路性能和稳定性。
输入部分对信号频率的响应范围，限制了电路处理信号的频率范围。
总结词
带宽增益乘积是指高频反馈控制电路在一定带宽内的增益与工作频率的乘积。该指标用于评估电路在不同频率下的增益表现，是衡量电路性能的重要参数。在高频应用中，带宽增益乘积的大小直接影响到电路的动态响应和信号处理能力。
详细描述
总结词
线性度是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标，它反映了电路输出与输入之间的关系。
详细描述
噪声性能是指高频反馈控制电路在工作过程中，对内部和外部噪声的抑制能力。噪声性能好的电路能够有效抑制噪声干扰，提高信号的信噪比，从而保证信号传输和处理的准确性。噪声性能对于高频反馈控制电路的可靠性和稳定性具有重要影响。
为了解决非线性失真问题，可以采取一系列措施，如优化电路设计、减小信号幅度、选择合适的元件等。此外，在电路设计中考虑非线性抑制也是解决非线性失真问题的有效方法。
06
高频反馈控制电路的发展趋势与展望
新型高频反馈控制电路的研究方向：随着技术的不断发展，新型高频反馈控制电路的研究也在不断深入。目前的研究方向主要包括采用新型材料、优化电路设计、提高工作频率等方面。
详细描述
线性度是指高频反馈控制电路在一定工作范围内，输出与输入之间的线性关系。线性度好的电路，其输出与输入成比例关系，能够更好地实现信号的传输和处理。线性度对于保证信号的真实性和准确性至关重要，特别是在高精度和高稳定性的应用中。
VS
噪声性能是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标之一，它反映了电路对噪声的抑制能力。
高频反馈控制电路的组成
输入阻抗
输入灵敏度
输入噪声
输入带宽
01
02
03
04
描述输入端对信号源的电阻抗特性，影响信号源的输出电压。
输入电压变化与输入电流变化的比值，表示电路对微弱信号的响应能力。
输入端产生的随机电信号，影响电路性能和稳定性。
输入部分对信号频率的响应范围，限制了电路处理信号的频率范围。
总结词
带宽增益乘积是指高频反馈控制电路在一定带宽内的增益与工作频率的乘积。该指标用于评估电路在不同频率下的增益表现，是衡量电路性能的重要参数。在高频应用中，带宽增益乘积的大小直接影响到电路的动态响应和信号处理能力。
详细描述
总结词
线性度是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标，它反映了电路输出与输入之间的关系。
详细描述
噪声性能是指高频反馈控制电路在工作过程中，对内部和外部噪声的抑制能力。噪声性能好的电路能够有效抑制噪声干扰，提高信号的信噪比，从而保证信号传输和处理的准确性。噪声性能对于高频反馈控制电路的可靠性和稳定性具有重要影响。
第7章 反馈控制电路
然后进行适当放大后与恒定的参考电平UR比较, 产生一个误差信号ue。 控制信号
发生器在这里可看作是一个比例环节, 增益为ｋ1。 若Ux减小而使Uy减小时, 环路
产生的控制信号uc将使增益Ａg增大, 从而使Uy趋于增大。若Ux增大而使Uy增大时, 环路产生的控制信号uc将使增益Ａg减小, 从而使Uy趋于减小。无论何种情况, 通
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
无AGC电 路
有AGC电 路
反馈控制电路
平均值
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
平均值式AGC电压产生电路的缺点：
一有外来信号，AGC就立刻起作用，接收机的增益就因
受控而减小，这对提高接收机的灵敏度是不利的，这一点对微
作用, 故称为延迟ＡＧＣ。 “延迟”二字不是指时间上的延迟。
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
实现AGC的方法
(1) 改变发射极电流IE
正向AGC 反向AGC
Au0
p1 p2 Yfe g
Y fe
普通晶体管 反向AGC 正向AGC AGC电路
过环路不断地循环反馈, 都应该使输出信号振幅Uy保持基本不变或仅在较小范围 内变化。
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第具7有章 自反动馈控增制益电控路制电路的超外差式接收机方框图如图所示:
检波器的输出信号包含有直流分量和低频交流分量，其中直流电平 的高低直接说明所接受的信号的强弱，而低频分量则反映出输入调幅波的 包络，经RC低通滤波器取出的直流分量经直流放大器放大后就是AGC电 压，去控制混频、高频放大器的增益，︱UAGC︱大，说明输入信号强， 用︱UAGC︱其控制混频、高频放大器的增益使增益减小；︱UAGC︱ 小，说明输入信号弱，用︱UAGC︱其控制混频、高频放大器的增益使 增益增大，达到自动增益控制的目的。
发生器在这里可看作是一个比例环节, 增益为ｋ1。 若Ux减小而使Uy减小时, 环路
产生的控制信号uc将使增益Ａg增大, 从而使Uy趋于增大。若Ux增大而使Uy增大时, 环路产生的控制信号uc将使增益Ａg减小, 从而使Uy趋于减小。无论何种情况, 通
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
无AGC电 路
有AGC电 路
反馈控制电路
平均值
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
平均值式AGC电压产生电路的缺点：
一有外来信号，AGC就立刻起作用，接收机的增益就因
受控而减小，这对提高接收机的灵敏度是不利的，这一点对微
作用, 故称为延迟ＡＧＣ。 “延迟”二字不是指时间上的延迟。
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
实现AGC的方法
(1) 改变发射极电流IE
正向AGC 反向AGC
Au0
p1 p2 Yfe g
Y fe
普通晶体管 反向AGC 正向AGC AGC电路
过环路不断地循环反馈, 都应该使输出信号振幅Uy保持基本不变或仅在较小范围 内变化。
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第具7有章 自反动馈控增制益电控路制电路的超外差式接收机方框图如图所示:
检波器的输出信号包含有直流分量和低频交流分量，其中直流电平 的高低直接说明所接受的信号的强弱，而低频分量则反映出输入调幅波的 包络，经RC低通滤波器取出的直流分量经直流放大器放大后就是AGC电 压，去控制混频、高频放大器的增益，︱UAGC︱大，说明输入信号强， 用︱UAGC︱其控制混频、高频放大器的增益使增益减小；︱UAGC︱ 小，说明输入信号弱，用︱UAGC︱其控制混频、高频放大器的增益使 增益增大，达到自动增益控制的目的。
反馈电路原理
反馈电路原理反馈电路是电子电路中常见的一种电路结构，它通过将部分输出信号反馈到输入端，以实现对电路性能的调节和控制。
反馈电路可以分为正反馈和负反馈两种类型，它们在电路中的应用十分广泛，对于电子设备的稳定性、增益、频率响应等性能有着重要的影响。
本文将从反馈电路的基本原理、分类、特点以及在电子电路中的应用等方面进行介绍。
首先，我们来了解一下反馈电路的基本原理。
反馈电路的基本原理是将一部分输出信号反馈到输入端，通过这种方式来影响整个电路的性能。
正反馈是指输出信号与输入信号同相位，而负反馈则是输出信号与输入信号反相。
正反馈会增加电路的增益，但也容易造成电路的不稳定；而负反馈则可以提高电路的稳定性和线性度，但会降低电路的增益。
在实际应用中，需要根据具体的要求来选择使用正反馈还是负反馈。
其次，我们来看一下反馈电路的分类。
按照反馈的方式，反馈电路可以分为电压反馈和电流反馈两种类型。
电压反馈是指将部分输出电压反馈到输入端，而电流反馈则是将部分输出电流反馈到输入端。
根据反馈的方式不同，反馈电路又可以细分为电压串联反馈、电压并联反馈、电流串联反馈和电流并联反馈等多种类型。
不同类型的反馈电路在电路性能调节和控制方面有着各自的特点和适用范围。
接下来，让我们来了解一下反馈电路的特点。
反馈电路可以通过调节反馈比例来实现对电路性能的调节，具有灵活性高、可调节范围广的特点。
同时，反馈电路还可以提高电路的稳定性和线性度，减小电路的非线性失真，提高电路的频率响应特性。
但是，反馈电路也会增加电路的复杂度和成本，同时对于一些特定的应用场景可能并不适用。
最后，让我们来看一下反馈电路在电子电路中的应用。
反馈电路广泛应用于放大电路、振荡电路、滤波电路等各种类型的电子电路中。
在放大电路中，反馈电路可以提高放大器的线性度和稳定性；在振荡电路中，反馈电路可以实现振荡频率和波形的稳定控制；在滤波电路中，反馈电路可以提高滤波器的选择性和抑制非线性失真。
反馈控制电路
第7章 反馈控制电路
➢ 反馈控制是现实物理过程中的一个基本现象。反馈 控制方法的采用是为了准确地调整某一个系统或单 元的某些状态参数。
如采用反馈控制方法稳定放大器增益是反馈控制在 电子线路领域最典型的应用之一。
➢ 为稳定系统状态而采用的反馈控制系统是一个负反 馈系统。它由下图所示的三部分组成。
输 入 信 号
7.2.1
➢ 自动频率控制（AFC）电路由频率比较器、低通滤 波器和可控频率器件三部分组成,如图7―8所示。
➢ 频率比较器通常是鉴频器，参考频率ωr与鉴频器的 中心角频率ω0相等。
➢ 可控频率器件通常是压控振荡器（VCO）,其输出振 荡角频率可写成
y y0kcuc
(7―3)
➢ 自动频率控制电路是利用误差信号的反馈作用来控 制被稳定的振荡器频率，使之稳定。误差信号是由 鉴频器产生的，它与鉴频器的两个输入信号频率差 成正比，显然达到最后稳定状态时，两个频率不可 能完全相等，必定存在剩余频差：y r 。
r r(s)
频 率 比 较 器ue 低 通 滤 波 器uc 可 控 频 率 器 件 r 输 出
Kp
U e(s)
H (s)
U c(s)
Kc
r(s) 信 号
图7―8 自动频率控制电路的组成
7.2.2 应用
自动频率微调电路（简称AFC电路）
➢ 图7―9是一个调频通信机的AFC系统的方框图。这里
是以固定中频fI作为鉴频器的中心频率,亦作为AFC
0
U im in
Uimax
Ui
图7―5 延迟AGC特性曲线
7.1.3 放大器的增益控制
➢由于高频放大器的谐振增益为：
Au0
p1 p2 Y fe g
➢ 反馈控制是现实物理过程中的一个基本现象。反馈 控制方法的采用是为了准确地调整某一个系统或单 元的某些状态参数。
如采用反馈控制方法稳定放大器增益是反馈控制在 电子线路领域最典型的应用之一。
➢ 为稳定系统状态而采用的反馈控制系统是一个负反 馈系统。它由下图所示的三部分组成。
输 入 信 号
7.2.1
➢ 自动频率控制（AFC）电路由频率比较器、低通滤 波器和可控频率器件三部分组成,如图7―8所示。
➢ 频率比较器通常是鉴频器，参考频率ωr与鉴频器的 中心角频率ω0相等。
➢ 可控频率器件通常是压控振荡器（VCO）,其输出振 荡角频率可写成
y y0kcuc
(7―3)
➢ 自动频率控制电路是利用误差信号的反馈作用来控 制被稳定的振荡器频率，使之稳定。误差信号是由 鉴频器产生的，它与鉴频器的两个输入信号频率差 成正比，显然达到最后稳定状态时，两个频率不可 能完全相等，必定存在剩余频差：y r 。
r r(s)
频 率 比 较 器ue 低 通 滤 波 器uc 可 控 频 率 器 件 r 输 出
Kp
U e(s)
H (s)
U c(s)
Kc
r(s) 信 号
图7―8 自动频率控制电路的组成
7.2.2 应用
自动频率微调电路（简称AFC电路）
➢ 图7―9是一个调频通信机的AFC系统的方框图。这里
是以固定中频fI作为鉴频器的中心频率,亦作为AFC
0
U im in
Uimax
Ui
图7―5 延迟AGC特性曲线
7.1.3 放大器的增益控制
➢由于高频放大器的谐振增益为：
Au0
p1 p2 Y fe g
第9章反馈控制电路
假设输出信号为：
v ( t ) V cos[ t ( t )] V cos[ ( t )] o om o 0 o om o
统一参考相位：一般两信号的频率是不同的。为了便于 比较，现统一以VCO 的自由振荡相位 o 0 t 为参考 输入信号相位可改写为：
( t ) ( ) t ( t ) t ( t ) 式中：1 i 0 o 0 i 0 i
vFM i
混频器
e
中频 放大器
低通 滤波器
kv
o
压控 振荡器
§6-2 自动相位控制电路（锁相环路PLL）
一、基本组成
鉴相器的输出信号vd(t) 是输入信号vi(t)和压控振荡器输出 信号vo(t)之间相位差的函数。 vd(t)经环路滤波器滤波（也可能包括放大），滤除高频分 量后，成为压控振荡器的控制电压vp(t) 。 在vp(t)的作用下，压控振荡器输出信号的频率将发生相应变 化并反馈到鉴相器。最后进入稳定状态。
( t ) t A v ( t ) dt t ( t )
t o o 0 o 0p o 0 2
▼
时域模型：
v P (t ) v P (t )
Ao
Ao
1
2 (t )
p
2 (t )
p
4、PLL的相位数学模型与环路方程
原理方框图
1 (t )
( t ) ( t ) ( t ) e 1 2
PLL环路的非线性微分方程。
d ( t ) d ( t ) e 1 K H ( p ) sin ( t ) 0 P F e dt dt
d ( t ) d ( t ) e 1 K H ( p ) sin ( t ) 0 讨论： P F e dt dt
v ( t ) V cos[ t ( t )] V cos[ ( t )] o om o 0 o om o
统一参考相位：一般两信号的频率是不同的。为了便于 比较，现统一以VCO 的自由振荡相位 o 0 t 为参考 输入信号相位可改写为：
( t ) ( ) t ( t ) t ( t ) 式中：1 i 0 o 0 i 0 i
vFM i
混频器
e
中频 放大器
低通 滤波器
kv
o
压控 振荡器
§6-2 自动相位控制电路（锁相环路PLL）
一、基本组成
鉴相器的输出信号vd(t) 是输入信号vi(t)和压控振荡器输出 信号vo(t)之间相位差的函数。 vd(t)经环路滤波器滤波（也可能包括放大），滤除高频分 量后，成为压控振荡器的控制电压vp(t) 。 在vp(t)的作用下，压控振荡器输出信号的频率将发生相应变 化并反馈到鉴相器。最后进入稳定状态。
( t ) t A v ( t ) dt t ( t )
t o o 0 o 0p o 0 2
▼
时域模型：
v P (t ) v P (t )
Ao
Ao
1
2 (t )
p
2 (t )
p
4、PLL的相位数学模型与环路方程
原理方框图
1 (t )
( t ) ( t ) ( t ) e 1 2
PLL环路的非线性微分方程。
d ( t ) d ( t ) e 1 K H ( p ) sin ( t ) 0 P F e dt dt
d ( t ) d ( t ) e 1 K H ( p ) sin ( t ) 0 讨论： P F e dt dt
高频电子线路第章反馈控制电路
2、自动频率控制 (Automatic Fre电子设备中工作频率的稳定。
3 、 自 动 相 位 控 制 (Automatic Phase Control ， 简 称 APC)，又称为锁相环路(Phase Lock Loop，简称PLL)，它 用于锁定相位，能够实现许多功能，是应用最广的一种反 馈控制电路。
反馈网络的作用：是在输出信号uo (t)中提取所需要进 行比较的分量，送到比较器与参考信号进行比较。
10.1 自动增益控制电路
一、自动增益控制的意义 在通信、导航、遥测遥感等无线电系统中，接收机接收到
的信号可能有强有弱，通过AGC，使接收机的增益随信号 强弱自动改变，达到信号幅度均衡的目的。AGC的基本结 构如图10-2。
概述
一、反馈控制的概念和分类 反馈控制是现代系统工程中的一种重要技术手段。
在系统受到扰动的情况下，通过反馈控制作用，可使系 统的某个参数达到所需的精度，或按照一定的规律变化。 电子线路中也常常应用反馈控制技术。根据控制对象参 量的不同，反馈控制电路可以分为以下三类：
1、自动增益控制 (Automatic Gain Control，简称AGC)， 它主要用于接收机中，控制接收机的增益，以维持整机输 出恒定，使之几乎不随外来信号的强弱变化。
三、自动增益控制电路
根据输入信号的类型、特点以及对控制的要求， AGC电路主要有以下几种类型。
1．简单AGC电路
在简单AGC电路里，参考电平Ur＝0。这样，只要 输入信号振幅Ui增加，AGC的作用就会使增益Kv减小， 从而使输出信号振幅Uo减小。图10-4为简单AGC的特性 曲线。
特点： 一有输入信号，
改变“延迟电压” 可改变门限的大小
－
至信号 检波
＋
3 、 自 动 相 位 控 制 (Automatic Phase Control ， 简 称 APC)，又称为锁相环路(Phase Lock Loop，简称PLL)，它 用于锁定相位，能够实现许多功能，是应用最广的一种反 馈控制电路。
反馈网络的作用：是在输出信号uo (t)中提取所需要进 行比较的分量，送到比较器与参考信号进行比较。
10.1 自动增益控制电路
一、自动增益控制的意义 在通信、导航、遥测遥感等无线电系统中，接收机接收到
的信号可能有强有弱，通过AGC，使接收机的增益随信号 强弱自动改变，达到信号幅度均衡的目的。AGC的基本结 构如图10-2。
概述
一、反馈控制的概念和分类 反馈控制是现代系统工程中的一种重要技术手段。
在系统受到扰动的情况下，通过反馈控制作用，可使系 统的某个参数达到所需的精度，或按照一定的规律变化。 电子线路中也常常应用反馈控制技术。根据控制对象参 量的不同，反馈控制电路可以分为以下三类：
1、自动增益控制 (Automatic Gain Control，简称AGC)， 它主要用于接收机中，控制接收机的增益，以维持整机输 出恒定，使之几乎不随外来信号的强弱变化。
三、自动增益控制电路
根据输入信号的类型、特点以及对控制的要求， AGC电路主要有以下几种类型。
1．简单AGC电路
在简单AGC电路里，参考电平Ur＝0。这样，只要 输入信号振幅Ui增加，AGC的作用就会使增益Kv减小， 从而使输出信号振幅Uo减小。图10-4为简单AGC的特性 曲线。
特点： 一有输入信号，
改变“延迟电压” 可改变门限的大小
－
至信号 检波
＋
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(失锁状态) (锁定状态) (失锁状态) (锁定状态)
5/21/2020 9:59 AM
11
第8章 反馈控制电路
符合门鉴相器 新版第4.2.1
旧版第7.5.3 当两个输入信号均为大信号时，
u0
'
Ak2
(ct
2
)k2
(ct)
当△=0时，相乘后的波形
为上、下等宽的双向脉冲，且 频率加倍，因而相应的平均分 量为零u0=0。
具有AGC电路的接收机组成框图
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
4
第8章 反馈控制电路
8.2 自动频率控制电路
自动频率控制（AFC）电路由频率比较器、低通滤波器
和可控频率器件三部分组成，如图所示。
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
5
第8章 反馈控制电路
10
第8章 反馈控制电路
调制信号参数：直流分量V0 = V，交流分量：1Vp-p，1KHz 调频信号参数：中心频率fc = KHz，最大频偏△fm= KHz
调制信号正弦波波形(信元)
调频信号FM波形(三角波)
调频信号FM波形(方波) 锁相环中鉴相器“A”端波形 锁相环中“B”端波形（信宿）
第二十三讲 反馈控制电路
第8章 反馈控制电路
概述
在通信系统和电子设备中，为了提高技术性 能，或者实现某些特殊的高指标要求，广泛采用 各种类型的反馈控制回路。
特别是在航空航天电子系统中, 由于收、发设备是 装在不同的运载体上, 二者之间存在相对运动, 必然产 生多普勒效应, 因此引入随机频差。
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
件组成。
鉴 相 器(PD): 产生误差电压 Ud(t) 环路滤波器(LF): 产生控制电压 Uc(t)
电压控制振荡器(VCO):输出瞬时频率v
r ur(t)
ud(t) PD
参 考信 号
uc(t) LF
VCO 0
uo(t) v
输 出信 号
当v>r时， →Δ(t) → Ud(t) →Uc(t) → v ↓，
5/21/2020 9:59 AM
13
第8章 反馈控制电路
o (t)
2 AM
相应的鉴相特性曲线如图所示，在|△ |</2范围内
为一条通过原点的直线，并向两侧周期性重复。
三角形鉴相特性
这种鉴相器是比较两个开关波形的相位差而获得所 需的鉴相电压，因而又将它称为符合门鉴相器。
锁相环也是以消除频率误差为目的的反馈控制电路， 但是它是利用相位误差去消除频率误差，因此当电路达到 平衡状态后，尽管存在剩余相位误差存在，但频率误差可 以降低到零，从而实现无频率误差的频率跟踪和相位跟 踪。
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
7
第8章 反馈控制电路
锁相环是一个相位负反馈控制系统。它由三个基本部
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
12
第8章 反馈控制电路
当△0，相乘后的波形为
上、下不等宽的双向脉冲，因而
在 |△ |</2的范围内，经过低
通滤波器，取出的平均分量（即 解调输出）为
o (t)
AM
1
0 cdt
AM [
2 dt
0
dt
2
dt] 2AM
第二十三讲 反馈控制电路
uc(t)
可控
uo(t)
器件
反馈 网络
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
3
第8章 反馈控制电路
8.1 自动增益控制电路
AGC的目的
当输入信号电压变化很大时，保持接收机输出电压恒 定或基本不变。
高频 放大 器
混频 器
中频 至解调器 放大 器
直流 放大 器
AG C 检波 器
ur
直到 → Δ(t) = Δ∞，
v = r ，环路锁定。
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
8
第8章 反馈控制电路
举例说明 （以一阶锁相环为例）
未锁定
锁定
可见，环路锁定过程中 e(t) 是从 0～2π周期的变化， 若干周期后使e= e∞，则环路被锁定。
环路锁定的充分必要条件
(t)
e
e
0
i
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
9
第8章 反馈控制电路
各种反馈控制电路，由于它们均是利用误差产生控制 电压，去控制受控对象，当电路达到动态平衡以后，必然 存在一定的误差——称之为稳态误差。
AGC：电平误差△A (△U) AFC：频率误差△f APC（PLL）: 相位误差△
当f0 = fr（标称频率）时，鉴频器输出uc=0，压控振荡器振荡频率 不变；
当f0 fr 时，鉴频器就有误差电压ue输出，经过LP得到uc，uc控
制VCO的振荡频率，使VCO的频率f0发生变化。
变化的结果使频率误差 |f0 - fr| 减小到一定值Δf，自动控制过程 即停止，VCO即稳定于f0=frΔf 的频率上，环路进入锁定状态。
1
第8章 反馈控制电路ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通信系统反馈控制电路种类
传送信息的载波信号含有三个基本参数，即振幅、频率 和相位。反馈控制电路就是对这三个参数分别进行控制。
自动增益控制（AGC） 自动频率控制（AFC） 自动相位控制（APC） 其中自动相位控制电路又称为锁相环路（PLL）, 是应 用最广的一种反馈控制电路。
结论： PLL也是一种实现频率跟踪的自动控制电路，它与
AFC电路的区别在于可以实现无误差的频率跟踪，即fv = fr 而其它频率控制系统总是会存在频率差。
Demo: the Phenomenon of PLL in the Fourth Experiment .
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
锁定状态的Δf 称为稳态频率误差（剩余频率误差）。
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
6
第8章 反馈控制电路
8.3 锁相环的基本原理
新版：第4.2节 AFC电路是以消除频率误差为目的的反馈控制电路，基 本思想是利用频率误差电压去消除频率误差，因此当电路 达到平衡状态后，必然会有剩余频率误差存在，即频率误 差不可能为零。这是AFC的固有缺点。
第二十三讲 反馈控制电路
5/21/2020 9:59 AM
2
第8章 反馈控制电路
反馈控制电路的组成如图所示 由比较器、控制信号发生器、可控器件和反馈网络四 部分组成一个负反馈闭合环路。
参考信号 ur(t)
反馈 信号 uf(t)
比较器
误差信号 ue(t)
控制信号 发生器
输入信号
ui(t)
控制信号
输出信号