第8章 反馈控制技术(1)AGC与AFC电路原理
第8章 反馈控制电路
直流放大器 K2
低 通 滤波器
电平检测器 K2
图8―3 自动增益控制电路框图
《高频电路原理与分析》
结束
第8章 反馈控制电路
8.1.2
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 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 ,
e ( s) 1 Te ( s ) r ( s ) 1 kbk c H ( s )
(8―8)
从而可得AFC电路中误差角频率ω的时域稳定误差值
e l lim s e ( s ) lim
s 0
s r ( s) s 0 1 k k H ( s ) b c
(8―9)
由此可得到输出信号角频率的拉氏变换
y ( s)
(8―6)
kb k c H ( s ) y ( s) r ( s) 1 kb k c H ( s )
《高频电路原理与分析》
(8―7)
结束
第8章 反馈控制电路
2．
由图8―7可求得AFC电路的误差传递数T（s）, 它是误差角频率 Ωe（s）与参考角频率 Ωr（s）之比,其 表达式为
《高频电路原理与分析》
结束
第8章 反馈控制电路
ur(t) 参考信号
PD
ud(t)
LF
uc(t)
VCO
uo(t) 输出信号
图8―10 锁相环的基本构成 锁相环的基本原理：首先鉴相器把输出信号u0(t)和 参考信号ur(t)的相位进行比较，产生一个反映两信号相
位差θe(t)大小的误差电压ud(t)， ud(t)经过环路滤波器的
第8章-反馈控制电路
后置AGC： AGC处于解调以后，是从解调后提取检测信
号来控制高频(或中频)放大器的增益。 基带AGC: 整个AGC电路均在解调后的基带进行处理。基
带AGC可以用数字处理的方法完成。
三
AGC的性能指标
1. KV（可控放大器的增益）：
2． 动态范围
Uo K v (uC ) Ui
从对AGC电路的实际要求考虑，一方面希望输出信号 振幅的变化越小越好，即要求输出电压振幅的误差越小越好;
式中， ωv(t)是VCO的瞬时角频率，K0是电压频率转换系数，
表示单位控制电压引起的VCO角频率变化的数值，因此又称为控
制灵敏度或增益系数，单位为［rad/V· s］。 由于在PD中比较的是相位，所以
( t ) d t t K u () d
t t 0 v 0 00 c
一 工作原理
自动增益控制电路的作用是，当输入信号很弱时， 接收 机的增益大，自动增益控制电路不起作用; 而当输入信号很强 时，自动增益控制电路进行控制，使接收机的增益减小。这 样，当接收信号强度变化时，接收机的输出端的电压或功率 基本不变或保持恒定
在AGC电路中，比较参量是信号电平，所以采用电压比 较器。反馈网络由电平检测器、低通滤波器和直流放大器组成， 由电平检测器检测出输出信号振幅电平(平均电平或峰值电平)， 经LPF，直流放大器加入比较器与参考电平Ur比较，产生一个 误差信号ue。误差信号ue通过控制电路对可控增益放大器的增
另一方面也希望允许输入信号振幅的变化范围越大越好。因
此，AGC的动态范围是在给定输出信号振幅变化范围内， 允许输入信号振幅的变化范围。
输出动态范围：
U omax mo U omin
U imax mi U imin
AGC工作原理
AGC工作原理一、概述自动增益控制（Automatic Gain Control，简称AGC）是一种电子电路技术，用于控制信号的增益，使其保持在一个合适的范围内，以确保信号在传输过程中的稳定性和可靠性。
AGC广泛应用于无线通信系统、音频处理设备、雷达系统等领域。
二、AGC的作用AGC的主要作用是自动调整信号的增益，使信号的幅度保持在一个合适的范围内。
在接收信号时，由于信号的传输距离、天线接收效果等因素的影响，信号的强度可能会发生变化，这会导致信号的幅度不稳定。
AGC通过不断监测信号的强度，并根据设定的阈值来调整信号的增益，使信号的幅度保持在一个适当的范围内，从而提高信号的质量和可靠性。
三、AGC的工作原理AGC的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 信号检测AGC首先对输入信号进行检测，以获取信号的强度信息。
常用的信号检测方法包括峰值检测、均方根检测等。
通过检测信号的强度，AGC可以了解信号的幅度变化情况。
2. 判断信号强度AGC将检测到的信号强度与预设的阈值进行比较，以判断信号的强度是否超出了合适的范围。
如果信号强度过大或过小，就需要进行增益调整。
3. 增益调整根据信号的强度判断结果，AGC会自动调整信号的增益。
当信号强度过大时，AGC会减小增益，以避免信号过载；当信号强度过小时，AGC会增加增益，以提升信号的强度。
4. 反馈控制为了实现增益的自动调整，AGC通常会引入反馈控制回路。
反馈控制回路会根据增益调整的结果，向增益控制电路提供相应的控制信号，以实现对增益的精确控制。
5. 增益平滑为了避免增益的突变对信号造成干扰，AGC通常会引入增益平滑技术。
增益平滑技术可以使增益的调整更加平滑，减少对信号的干扰。
四、AGC的应用AGC在无线通信系统中起着重要的作用。
在无线通信中，由于信号的传输距离和环境变化等因素的影响，接收到的信号强度可能会发生较大的变化。
AGC可以自动调整接收信号的增益，使信号的强度保持在一个合适的范围内，从而提高通信的质量和可靠性。
AGC工作原理
AGC工作原理一、引言自动增益控制（Automatic Gain Control，简称AGC）是一种电子电路技术，用于控制信号的增益，以保持信号在一个合适的范围内，使其在传输和处理过程中保持稳定。
AGC广泛应用于无线通信、音频处理、雷达系统等领域。
二、AGC的基本原理AGC的基本原理是通过对输入信号的功率进行测量，并根据设定的参考值来调整信号的增益。
当输入信号的功率低于参考值时，AGC会增加信号的增益；当输入信号的功率高于参考值时，AGC会减小信号的增益。
这样可以保持输出信号的幅度在一个合适的范围内，避免信号过强或者过弱对后续处理产生不利影响。
三、AGC的工作流程1. 输入信号检测：AGC电路首先对输入信号进行检测，通常使用放大器和整流器等元件来实现。
放大器将输入信号放大到合适的水平，整流器将信号转换为直流信号。
2. 参考值设定：AGC电路设定一个参考值，用于判断输入信号的功率是否需要调整。
参考值可以根据系统要求和信号特性进行设定。
3. 增益调整：根据输入信号的功率与参考值的关系，AGC电路通过调整信号的增益来控制输出信号的幅度。
当输入信号的功率低于参考值时，AGC电路增加信号的增益；当输入信号的功率高于参考值时，AGC电路减小信号的增益。
4. 输出信号稳定：经过增益调整后，AGC电路输出的信号将在一个合适的范围内保持稳定。
这样可以确保信号在传输和处理过程中不会过强或者过弱，从而提高系统的性能和稳定性。
四、AGC的应用1. 无线通信：在无线通信系统中，AGC被广泛应用于接收机中。
它可以自动调整接收机的增益，以适应不同信号强度的变化，提高接收机的灵敏度和动态范围。
2. 音频处理：在音频系统中，AGC可以用于调整音频信号的增益，以保持音频信号的稳定性。
例如，在录音设备中，AGC可以自动调整麦克风的增益，以适应演讲者的声音变化。
3. 雷达系统：在雷达系统中，AGC可以用于控制回波信号的增益，以适应目标距离和反射强度的变化。
电路识图122-AGC、ALC、AFC、ANC、ARC、APC自动控制电路简介
电路识图122-AGC、ALC、AFC、ANC、ARC、APC自动控制电路简介自动增益控制电路自动增益控制电路简称AGC电路，AGC是automatic gain control的缩写，自动增益控制电路的作用是：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。
具体地说，当输入信号很弱时，接收机的增益大，自动增益控制电路不起作用；当输入信号很强时，自动增益控制电路进行控制，使接收机的增益减小。
AGC电路在家用电器的许多电路中应用广泛。
AGC电路有两种：正向AGC电路；反向AGC电路。
自动电平控制电路自动电平控制电路简称ALC电路，ALC是Automatic Level Control的缩写。
自动电平控制，是针对由于器件本身变化,环境引起工作点变化等,在电路中加入的稳定电平的电路.在一定范围内,ALC电路自动纠正偏移的电平回到要求的数值.。
在实际应用中，常通过使用继电器来达到ALC控制的目的。
自动频率控制电路自动频率控制电路简称AFC电路，AFC是automatic frequency control的缩写。
自动频率控制电路是使输出信号频率与给定频率保持确定关系的自动控制方法。
实现这种功能的电路简称AFC环。
自动噪声消除电路自动噪声消除电路简称ANC电路，ANC是automatic Noise control的缩写。
ANC电路又称自动杂波消除电路，或称为抗干扰电路。
ANC电路主要用来处理全电视信号。
用来消除可能窜入全电视信号中的大幅度窄干扰脉冲。
自动亮度控制电路自动亮度控制电路简称ABC电路，ABC是automatic Briihtness Control的缩写。
彩色电视机亮度通道中设置了自动亮度限制电路。
自动亮度控制电路又称自动亮度限制电路，简称ABL电路，AB是automatic Briihtness Limiting的缩写。
设置自动亮度限制电路可以限制屏幕的整体亮度。
可以限制显像管的束电流，防止屏幕受超量电子束轰击，保护屏幕，并可防止束电流太大而损坏显像管。
第八章 反馈控制电路优品ppt
二、反馈控制系统的基本原理：
1、反馈控制系统的方框图：
2、控制过程：
1）设r（t）＝r0，当S(t)或可控设备特性变化：
Y t f t e tr0 f t Y t Y 0
S(t)＝S0 可控设备特性无变化，
r t r 0 , 设 r t Y t f t e t Y t Y 0
AFC应用—调频发射机
1、反馈控制系统的方框图： 鉴相器的电路模型： 作用：是相位比较装置，用来比较参考信号与压控振荡器输出信号的相位，产生对应于这两个信号相位差的误差电压。 振荡器上，迫使压控振荡器的振荡频率fo与fr接近， 锁相倍频电路、锁相分频电路、锁相混频电路、频率合成器 调幅接收机中的AFC系统 当输入信号较大时,AGC将起作用。 一、加反馈控制系统的必要性（意义） 当fo≠fr时，鉴频器即有误差电压输 4 锁相环路的基本原理 总之，由于反馈控制作用，较大的参考信号变化和输出信号变化，只引起小的误差信号变化。 误差检测，控制信号的产生和校正全部自动完成。 分析：中频信号电压经检波后，除得到所需音频信号之外，还得到一个平均直流分量。
中频的频率误差减小，直至达到要求。
经滤波器后的误差电压加到调频振荡器上，调节其振荡频率使之中
心频率稳定。
§8.4 锁相环路的基本原理
组成框图：
AGC电路是接收机的重要辅助电路之一，它使接收机的输出信号在输入信号变化时能基本稳定，故得到广泛的应用。 误差电压uD(t) ； 当fo≠fr时，鉴频器即有误差电压输 1）设r（t）＝r0，当S(t)或可控设备特性变化： 环路通过自身的调节来维持锁定的，称为跟踪过程。 锁相环路是利用相位的调节，以消除频率误差的自动控制系统，它由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器等组成。 环路方程：非线性微分方程
agc工作原理
agc工作原理
AGC是指自动增益控制（Automatic Gain Control），是一种
电路，它能够自动调节电信号的增益，使其保持在最佳状态。
AGC的工作原理如下：
1. 在输入端，信号通过一个可变增益放大器进行放大。
这个放大器受到一个反馈信号，根据该信号的强弱来控制放大器的增益。
2. 反馈信号来自于检测电路，它会分析输入信号的幅度，并与一个预设的参考值进行比较。
如果输入信号的幅度高于预设值，则反馈信号就会抑制可变增益放大器的增益，使其减小输入信号的幅度。
3. 反之，如果输入信号的幅度低于预设值，则反馈信号将放开可变增益放大器的控制，使其增益增加。
4. 通过这种自动控制机制，AGC能够保持电信号的幅度在一
个合适的范围内，使其在传输中不会因为太弱或太强而失真。
AGC可以用于多种应用中，例如：
1. 无线电通信系统：在无线电通信中，AGC可以用于调节接
收机的增益，以便在不同电信号强度下获得最佳的声音质量和可靠性。
2. 音频处理：AGC可以用于音频处理上，例如在录音中，可
以保持音频信号的幅度在一个稳定的范围内，消除音频信号中的噪音和失真。
3. 模拟电视信号处理：在模拟电视信号处理中，AGC可以通过调节视频信号的增益来确保视频信号的质量和清晰度。
总之，AGC可以帮助我们实现信号增益的自动控制，使得电路在不同的电信号环境下都能够获得最佳的信号质量和性能。
AGC工作原理
AGC工作原理引言概述：自动增益控制（AGC）是一种在电子设备中常见的技术，用于调节信号的增益，以保持信号的稳定性。
本文将详细介绍AGC的工作原理，包括其基本原理、应用场景、工作流程、控制方法以及优缺点。
一、基本原理：1.1 反馈机制：AGC通过引入反馈机制来实现信号增益的自动调节。
它通过对输入信号进行采样并与预设的参考信号进行比较，从而确定信号增益的调整方向和幅度。
1.2 可变增益放大器：AGC系统中常使用可变增益放大器来实现信号增益的调节。
可变增益放大器根据反馈信号的大小，自动调整放大器的增益，以保持输出信号在一个合适的范围内。
1.3 控制电路：AGC系统还包括一个控制电路，用于根据反馈信号的变化，调整可变增益放大器的增益。
控制电路通常采用反馈控制算法，根据输入信号的特性和设定的参考信号，计算出合适的增益值。
二、应用场景：2.1 无线通信：在无线通信系统中，AGC广泛应用于接收机中，用于调节接收信号的增益。
它可以自动适应信号强度的变化，保持信号在接收机中的合适水平，从而提高信号的质量和可靠性。
2.2 音频处理：在音频设备中，AGC用于调节音频信号的增益，以保持音频的稳定性。
它可以自动调整音频信号的音量，使得不同的音频源在输出时具有相似的音量水平。
2.3 图像处理：在图像处理领域，AGC可以用于调节图像的亮度和对比度。
它可以根据图像的特性，自动调整图像的亮度和对比度，以提高图像的可视性和质量。
三、工作流程：3.1 采样：AGC系统首先对输入信号进行采样，获取输入信号的幅度信息。
3.2 反馈：采样得到的信号与预设的参考信号进行比较，得到反馈信号。
3.3 调节：根据反馈信号的大小，控制电路计算出合适的增益值，并将其应用于可变增益放大器，实现信号增益的调节。
四、控制方法：4.1 开环控制：AGC系统中的控制电路可以采用开环控制方法。
在开环控制中，控制电路根据预设的参考信号和输入信号的特性，计算出合适的增益值，并直接应用于可变增益放大器。
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型、峰值型和选通型三种。
1. 平均值型AGC电路 平均值型AGC电路适应于被控信号中含有一个不随有用 信号变化的平均值的情况。调幅接收机的自动增益控制广泛
采用这种电路。
图8.26 平均值型电平检测电路
图8.26是一种常用的等效电路，二极管VD和R1、R2、
C1、C2构成一个检波器，中频输出信号uo经检波后，除了得 到音频信号之外，还有一个平均直流分量up，它的大小和中
将图8.2.1改画成图8.2.4所示的电路模型
图中，Kg即为Ac
8.2.2 放大器的增益控制——可控增益电路
可控增益电路是在控制信号作用下改变增益，从而改变 输出信号的电平，达到稳定输出电平的目的。这部分电路通
常是与整个系统共用的，并不是单独属于AGC系统。例如接
收机的高、中频放大器，它既是接收机的信号通道，又是 AGC系统的可控增益电路。要求可控增益电路只改变增益而 不致使信号失真。如果单级增益变化范围不能满足要求时， 还可采用多级控制的方法。
若用
代表AGC电路输入信号电平的变化范围，则 用 U o max mo U o min 代表AGC电路输出信号电平允许变化范围。
取
ng=mi/mo
8.2.1
称ng为增益控制倍数，显然ng愈大控制范围愈宽。
mi U i max / U i min U o min U i max Amax ng mo U o max / U o min U i min U o max Amin
正向传递函数是指输出信号Y(s)与误差信号E(s)之比。
T f ( s) Y ( s) Ac E ( s)
8.1.9
误差传递函数是指误差信号E(s)与参考信号R(s)之比。
Acp E ( s) Y ( s) E ( s) T ( s) Te ( s) R( s) R( s) Y ( s) T f ( s) 1 Ac Acp H ( s)
8.2.7
5.可控增益电路 可控增益电路能在控制电压作用下改变增益。要求这个
电路在增益变化时，不使信号产生线性或非线性失真。同时
要求它的增益变化范围大，它将直接影响AGC系统的增益控
制倍数ng。所以，可控增益 电路的性能对整个AGC系统
的技术指标影响是很大的。
可控增益电路的增益与控制电压的关系一般是非线性 的。通常最关心的是AGC系统的稳定情况。为简化分析，假
8.2.2
式中，Amax=Uomin/Uimin 表示AGC电路的最大增益（对应低电平时） Amin=Uomax/Uimax 表示AGC电路的最小增益（对应高电平时） 可见，要想扩大AGC电路的控制范围，就要增大AGC 电路的增益控制倍数，也就是要求AGC电路有较大的增益 变化范围。同时要根据信号的性质和需要，设计适当的响 应时间。
8.2.1 AGC电路的组成、工作原理及性能分析
AGC电路的组成如图8.11所示。它包含有可控增益电 路、电平检测电路、滤波器、比较器和控制信号产生器。
图8.11 AGC电路组成
1.电平检测电路
电平检测电路的功能就是检测出输出信号的电平值。它
的输入信号就是AGC电路的输出信号，可能是调幅波或调频
波，也可能是声音信号或图象信号。这些信号的幅度也是随
频载波电平成正比，与信号的调幅度无关，这个电压就可以
用做AGC控制电压。Rp、Cp组成一个低通滤波器。把检波后 的音频分量滤掉，使控制电平up不受音频信号的影响。 为了减小反调制作用所产生的失真，时间常数τp=RpCp
(足够大但不能太大，太大了跟不上信号的变化)应根据调制
信号的最低频率FL来选择。其数值可以用下式来计算：
3. 选通型AGC电路
选通型AGC电路具有更强的抗干扰能力，多用于高质 量
的电视接收机和某些雷达接收机。 它的基本思想是只在反映信号电平的时间范围内对信号
8.1.10
8.2 自动增益控制(AGC)电路
自动增益控制电路是某些电子设备，特别是接收设备的
重要的辅助电路之一，其主要作用是使设备的输出电平保持
为一定的数值。因此也称自动电平控制（ALC）电路。 接收机的输出电平取决于输入信号电平和接收机的增 益。由于种种原因，接收机的输入信号变化范围往往很大， 微弱时可以是一微伏或几十微伏，信号强时可达几百毫伏。
它的传输特性为
H ( s) U f (s) 1 U1 ( s) 1 sRC
8.2.5
3.比较器
将给定的基准电平Ur与滤波器输出的uf进行比较，输出 误差信号为ue。通常ue与(ur-uf)成正比，所以，比较器特性的 复频域表示式为 Ue(s)=Acp[Ur(s)-uf(s)] 8.2.6
其中，Acp为一比例常数。
4.控制信号产生器 控制信号产生器的功能是将误差信号变换为适于可变增 益电路需要的控制信号。这种变换通常是幅度的放大或极性 的变换。有的还设置一个初始值，以保证输入信号小于某一
电平时，保持放大器的增益最大。因此，它的特性的复频
域
表示式为 U (s)=A U (s) p p e 其中，Ap为比例常数。
图8.22 二极管电控衰减器
交流等效电路
图8.23是一种改进电路。控制电压up通过三极管VT来控 制VD1、VD2和VD3 、VD4的动态电阻。当输入信号较弱时， 控制电压up的（负压较小）值较小，晶体管VT的电流较大， 流过VD1～VD4的电流也比较大，其动态电阻rd小，因而信号
ui从四只二极管通过时的衰减很小。当输入信号增大时，up
第八章 无线电技术中的反馈控制电路 (2) AGC和AFC电路原理
8.2 自动增益控制(AGC)电路
8.2.1 电路的组成、工作原理和性能分析 8.2.2 放大器的增益控制——可控增益电路 8.2.3 AGC控制电压的产生——电平检测电路 8.2.4 AGC电路举例
8.3 自动频率控制(AFC)电路 8.3.1 AFC电路的组成和基本 特性 8.3.2 AFC电路的应用举例 作业：8.7 8.8
8.1.2 反馈控制系统 的基本分析
1. 系统的传递函数及数学模型
闭环传递函数是指输出信号Y(s)与参考信号R(s)之比 Ac Acp Y ( s) T ( s) T f ( s )Te ( s ) 8.1.7 R( s) 1 Ac Acp H ( s) 开环传递函数是指反馈信号F(s)与误差信号E(s)之比 F ( s) 8.1.8 Top ( s) Ac H ( s) E ( s)
器的电路（电视机中AGC采用）。
要求充电时 间小，放电
时间大，C1
小R1大。
图8.28 峰值型电平检测电路及其波形
峰值型AGC电路具有一些优点：
1、输出的AGC控制电压大。
2、较好的抗干扰能力（幅度小于同步信号的干扰） 缺点： 干扰幅度大于同步信号，而且混入的时间较长，那么， 它对AGC电路就会产生危害。因此，这种电路的抗干扰性能 还不够理想。
m
4kT
o
o
2. 利用在放大器级间插入可控衰减器改变增益
在放大器各级间插入由二极管和电阻网络构成的电控衰 减器来控制增益，是增益控制的一种较好的方法。 简单的二极管电控衰减器如图8.22所示。电阻R和二极 管VD的动态电阻rd构成一个分压器。当控制电压up变化时，
rd随着变化，Байду номын сангаас而改变分压器的分压比。
电平检测电路根据控制电压产生方法的不同，有平均值型、 峰值型和选通型。
2.滤波器
对于以不同频率变化的电平 信号，滤波器将有不同的传输特 性。用此可以控制AGC电路的响 应时间。也就是决定当输入电平
图8.12 RC积分电路
以不同的频率变化时输出电平将
怎样变化。常用的是单节RC积分电路。如图8.12所示。
控制过程如下：
输入大→ Up小 →PIN内阻大→ 衰减大→输出小
图8.25 用PIN管作为电控衰减器的放大电路
8.2.3 AGC控制电压的产生——电平检测电路
AGC控制电压是由电平检测电路形成的，电平检测电路 的功能是从系统输出信号中取出电平信息。通常要求其输出 应与信号电平成比例。 按照控制电压产生方法的不同，电压检测电路有平均值
Cp 5～10 2FL R p
8.2.26
（反调制---τp太小，则控制电压将会跟随调制信号变化，使输出音频信号受到 附加的调制。相对来说，低频比高频更容易受到反调制。）
2. 峰值型AGC电路
峰值型AGC电路适应于被控信号中含有一个不随有用信
号变化的峰值的情况。 峰值型AGC检波电路不能和图象信号的检波共用一个检 波器。必须另外设置一个峰值检波器。图8.28就是这种检波
8.1 反馈控制系统的概念
8.1.2 反馈控制系统的组成、工作过程和特点 自动增益控制(AGC)电路、自动频率控制(AFC)电路及自 动相位控制(APC)电路。
1.反馈控制系统的工作过程 ①参考信号r0保持不变，输 出信号y发生了变化 ②参考信号r0发生了变化 总之，由于反馈控制作用，较大的参考信号变化和输出信号变化， 只引起小的误差信号变化。 两个条件: ① 是要反馈信号变化的方向与参考信号变化的方向一致 ② 是从误差信号到反馈信号的整个通路（含可控特性设备、反馈环节 和比较器）的增益要高。
也就是说最强信号和最弱信号相差可达几十分贝。这种变化
范围叫做接收机的动态范围。
自动增益控制电路是输入信号电平变化时，用改变增益 的方法维持输出信号电平基本不变的一种反馈控制系统。
对自动增益控制电路的主要要求: 控制范围要宽，信号
失真要小，要有适当的响应时间，同时，不影响接收机的噪 声性能。
U i max mi U i min
可控增益电路通常是一个可变增益放大器。控制放大器增益的方法主 要有：控制放大器本身的某些参数，或在放大器级间插入可控衰减器。