第六章反馈控制电路1

（2）调频负反馈解调电路
调频输入
Wi
We 混频器 Wo 压控 振荡器
中频 放大器
限幅 鉴频器
低通 滤波器
解调电压输出
调频负反馈解调电路
wi = wc + wmc cos t wo = wL + wmL cos t
we = ( wc wL ) + (wmc wmL ) cos t
中频信号的载波角频率 仍为不失真的调频波
二、.自动电平控制电路 Automatic Level Control
1、工作原理 反馈控制电路
vr
比较放大器 Ar
对象
ve
vi = Vim COSwt vo = VomCOSwt
= Vim coswt 输出信号： vo = Vom coswt 增益：A(w) = Vo (w) / Vi (w)
A(0 )
最大 高频 放大器 ve 直流 放大器 混频器
ηd
包络 检波器
ηd ka v (t )
低频 放大器
Vim ↑→ Vom ↑→
ve ↑→ A(e ) ↓→
结果中频输出电压 强度的增大受压缩 Vim min → Vom min → Amax Vim max → Vom max → Amin Vom min = AmaxVim min Vom max = AminVim max Amax Vim max / Vim min = Amin Vom max / Vom min Vim max / Vim min 一定时
扫频信号输出
鉴频器
扫频 振荡器 Vi（t）
自动频率控制的扫频信号发生器
四、自动相位控制电路（琐相环路）
基本锁相环路Phase Lock Loop，PLL PLL是一种实现频率跟踪的自动控制电路，而且这种 跟踪是无误差的，即VCO输出频率=输入信号频率。 （a）失锁Wo大于Wi （b）锁定Wo等于Wi
可控频率电路的转换特性
（1）锁定的稳定性分析
当初始角频差△Weo很大时，比如到△Weo1 两曲线有三个交点M、N、P。 1.N点： △We Vc M点 P点
wi
可控频率 we 频率 电路 比较电路
vc
M
vc
△We 2.M P 2.M、P点 △We △We △We △We
Mo Vc 平衡点
N
P
0
Vc Vc Vc Vc
△We △We △We △We M点 P点
we 01
we
用作图法显示环路锁定时的△Weo∞
这时的剩余频差接近于起始频差，环路 实际上已失去了自动调节作用，起不了 减少频差的作用。效果上，它与环路不 工作、即失锁的情况类似。
假如环路原先是锁定的，如Mo点，因起始频差增大到△Weo1，但增大速度慢，环路 来得及跟着调整，就稳定在M点。反之。环路原先是失锁的，后因起始频差减少到 △Weo1，则环路进入P点稳定下来，而不在M点。即失锁。
→ vom = V0m∞
→ ve = ve∞
Vom∞ = Vom∞ kvr
↑ Ar ↑→ Vom∞ ↓
2、应用
（1）.自动电平控制电路Automatic Gain Control，AGC Vom = vr ve = 0
vs = [Vim + ka v (t )]cos(wct )Leabharlann A(ve ) 中频 放大器
自动电平控制电路的输入量
V om ∞
AV im
一定
ve
当满足预定关系时
vom = kvr ve = 0 v v v+ = v Vom = e + r Ar A1ηd A1ηd 1 k= vom = A(0)Vim A1ηd
Vomo
反馈控制器的比较特性
Vomo// V om ∞ Vomo/
vr A1ηd
输入信号： vi
可控增益放大 器A2（Ve）
A 1η d V om
直流放大器 A1
A(w, ve )
受ve控制
ve ↑→ A(ve ) ↓
A(ve )
η d V om
振幅检波器 Ηd
vom
vr A1ηd
r r
xi = vr 比较器的门限电压 0 自动电平控制电路的输出量 xo = vom Av Ve∞ 关系式为： vom = kvr ve = Ar (v+ v ) 一般规定 v+ ≥ v 否则 ve = 0 ve = Ar (v+ v ) = Ar ( A1ηdVom vr ) v v Vom = e + r Ar A1ηd A1ηd
限幅 鉴频器
vo (t )
对象
we = we we0 = 0 → vd = 0 → vc = 0 → w0 = wr vd = vc = 0 → wi w0 = we 0 这时环路不工作 → w0 wi = we 0 AFC电路预定关系式 w0 wi = we 0 wr ↑→ w0 → ve → weo = wo ↑→
实际电路，采用多种方法实现可控增益放大器受 ve 控制 利用直接改变放大器的静态工作点电流值，或改变受控网络 的可变衰减网络的衰减量，或通过非线性器件改变受控放大 器的反馈量。
（2）、已调波线性功率放大器
已调波输入 包络 检波器
vr
比较 放大器
ve
放大和滤波
已调波线性 v 功率放大器
r
已调波输出
v+
调幅输入 混频器 （接收与发射的频率微调、调频接收的解调、 扫频电路等） 中频 放大器 放大和 低通滤波器 限幅 鉴频器 包络 检波器
压控 振荡器
具有自动频率微调电路的调幅接收机
利用鉴频将偏离额定中频的频率误差变换成电压，控制VCO的振荡频率，使偏离于额定 中频的频率误差减小。 当环路锁定时，接收机的输入调幅信号的载波频率和VCO振荡频率之差接近于额定中 频，这样可以减少中频的带宽、提高接收机的灵敏度和选则性
xe
对象
xo
xo
反馈控制电路的组成方框图
xi
进行比较
检测出与预定关系之间的偏离程度 产生相应的误差量
xo 与 xi
接近到预定关系，反馈控制
xe
对象
电路进入稳定状态 它是一种有误差的控制电路
对象根据 x 对输出 xo 进行调节 e 根据比较和调节的参量不同，反馈控制电路可分成三类： 需要比较和调节的参量为电流或电压，x 和 x o i 自动电平控制电路： 就为电流或电压的控制电路 自动频率控制电路： 参量为频率 自动相位控制电路： 参量为相位 锁相环路
（2）同步带和捕捉带
vc
M M //
M 0 II
M/ N
1.同步带： 若环路原先是锁定的，当起始增大到△Weo2 两线切于M/点，再增大，就没有交点了 即△Weo2是环路能够维持锁定的最大允许 的起始频差，叫同步带或跟踪带， △WH
I
N
/
P
0 weo
weO 3 we 01
P‘ weo 2 w
e
WH = ± Weo 2
中频信号的最大角频偏减小到△WmI △Wmc △WmI
（3）线性扫频电路
Vi是输入锯齿波，输出是信号频率按 输入信号线性变化的调频波。 鉴频器将解调出失真的锯齿波调制信号 与输入信号比较，将两者的差值再与输入 信号叠加后作为扫频振荡器的调制信号， 就能补偿输出扫频信号的失真。
扫频信号发生器 固定频率 振荡器 混频器 宽带 放大器 比较 放大器+
2. 2.捕捉带
用作图法显示环路锁定时的△Weo∞
若起始频差很大，环路原先是失锁的，当起始频差减小到△Weo3 两线切于N/点，不稳定的，环路必定转移到M//点上稳定下来， 这表明△Weo3是环路能从失锁进入锁定的最大允许的起始频差，叫捕捉带
W p = ± Weo3
同步带大于捕捉带
2.应用 （1）自动频率微调电路
vi (t )
反馈控制
i (t )
鉴相器
vo (t )
o (t )
低通 滤波器
对象
w=
d dt
压控 振荡器
锁相环路
wi wo
wo ↑→ o (t ) i (t ) ↑→ 鉴相器产生误差电压
环路锁定
o (t ) i (t ) = o
wo = wi
VCO的频率被调整
.
Vi
i (t )
V O o (t )
ve → A → Vom → v
/ e
(Vom max Vom min ) → (ve max ve min )
vs = [Vim + kav (t )]cos(wct )
A(ve ) 中频 放大器
Amax Vim max / Vim min = Amin Vom max / Vom min
ηd
包络 检波器
ηd kav (t )
低频 放大器
高频 放大器
混频器
Vim max / Vim min 一定时 ve Amax ↑ → Vom max / Vom min ↓ 直流 Amin 放大器
采取的措施：
ηd (Vom vr )
AGC 检波器
vI = [Vom + kav (t )]cos(wI t ) vr
三、自动频率控制电路（Automatic frequecy Control，AFC）
1。工作原理 对象：振荡频率受误差电压控制的 压控振荡器-----VCO
vi (t )
wr VCO未受控制前Vc=O时的 we 0
震荡频率 鉴频器的中心角频率
wi
反馈控制 ve (t ) 差频 混频器 weo 放大器
第一节: 反馈控制电路概述
一、反馈原理： 可看作自动调节系统 反馈控制电路 对象 反馈控制器 Feedback Control Circuit