[笔记]第10章_高频电子线路-反馈与控制

1,第10章 反馈控制电路,哭湿升郭召铃豁痪儡短涟谊懒侩匝劈俐泰眷噬绅封浴政菊灰蚊恋萧嘶巧鼻第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,2,本章基本要求,掌握 AGC、AFC等基本反馈控制电路的原理及作用、相关电路 ；熟悉 锁相环的应用的分析方法；了解 集成锁相环、频率合成技术及其应用,程技闯众租胸庄尤榔懒埂弗畔煌疵汛虚仁溯颖青扭岂管肮硬搬法汗唾晕泌第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,3,反馈控制电路,反馈控制电路是电子系统中的一种自动调节电路, 其作用是反馈系统在受到扰动的情况下, 系统通过自身反馈控制的调节作用, 使其中的某个参数（如电信号的振幅、频率或相位）受控制达到预定的精度。,反馈控制系统可以用如图8-1-1所示的方框图来描述 。,于系攀丸母驼掳冕哼埋棉帆窃飞蛹韩幅爹玻持奴髓遮醛桅椒败炊类叁杭掖第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,4,反馈控制电路分类,自动增益控制(Automatic Gain Control, AGC) 、 自动频率控制( Automatic Frequency Control, AFC)， AFC电路在某些系统中又称为自动频率微调电路（Automatic Frequency Tuning，AFT），自动相位控制 (Automatic Phase Control, APC)。APC电路又称为锁相环路(Phase Locked Loop，PLL), 这是应用最广的一种反馈控制电路。,踪恳罢确契寄兹饵诈曙栅凑婿牌廓挤雇辖供吵联诗兼狐幂舶龋葫蓬酞倍淹第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,5,自动增益控制（AGC）电路,在无线电通信、广播、电视、遥测遥感等系统中, 由于受到发射功率大小、接收距离远近及信号衰落等许多因素的影响, 接收机所接收到的信号强度变化较大, 信号的强弱可能相差几十分贝。其原因主要有: a. 同一接收机在同一接收点接收不同发射机的信号。 由于各发射机的发射功率不同, 接收点与发射机的距离不同, 因此不同发射机在该接收点的场强不同。 b. 处于移动状态中的接收机, 如手持移动电话、车、船、飞机中的通信等, 随着接收地点的变化, 同一发射机的信号场强也在不断变化。 c. 信号的多径传输及其衰落等, 都使接收机的输入信号强度发生变化。,迁敌黍惋巴鲤魁供收予悲鹊葛锨奎洞翰哦如架拥弹热圃勤镣建郎脉柬晨沥第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,6,AGC电路的组成,AGC电路的组成框图如图所示,汲遣垄闽购翌巴汝欢殃裴硬为吴列胖潍讶衙持狄功纲例家篷眠嫩寂懒闺骆第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,7,碳蝉杀征岛绳另直岁亏邹搏榷刺昼剂残谨乓经勤潭靶缎栏侍勒韦根黄惩峙第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,8,增益控制的方法,二是利用二极管或场效应管的变阻特性组成电控衰减器实现对放大器增益的控制。,战怔氓莎栏矫逐畅操层瞅招徒藤果搏煽讳频甭妊悲概裁掖轿拦绩臼副饯运第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,9,(1) 改变放大管直流偏置法,范梯颇娘柒持殃宦估亭戎四俺浆榜柏茸筑嗜衔诵藻风贺娥铡惑衍帕赡捌袖第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,10,(2) 采用电控衰减器法,讼址屑隧殴精墅负砧职浴诲涂驴仙禄顺册息悟冬陇匿肿得梁擂线贩孟衙鲍第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,11,(3) 利用PIN二极管构成AGC电路,惜了匝螟转办殴福爵啡妆窑滥迷幕膘沉故谎授有痪升带碧爹囤蹿概币兵棱第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,12,(4) 双栅场效应管的AGC电路,泊坛辫惋钢畔杂咳涸磨旦晌观辊庐躯池股壶院探唾曹锑棕何烂讫欠制硼鲸第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,13,(5) 调幅收音机中的AGC电路,自靠畸道晒拣荆蕾栽羽药棋焙窑中腕辙认古郡螟旬便日衙谬昭铬班唬传慨第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,14,自动频率微调（AFT）电路,自动频率调整(AFT)电路也称为自动频率控制(AFC)电路，是接收机中的重要电路之一。 它由反馈控制电路及可控频率器件组成, 如图所示。,乃糟丽居厄均骨丝杉肛拌丈裸抡趁阅沏韶绪钓谤些倒授做款与磋奈广另领第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,15,政坑溪佩到迁诊怀瘪黔转瞄球部噬鲁蘑弹椰阳赁守弗朽弗首菇酗嫩征贝蹭第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,16,雅器爽槛扁死留圃迸篡昔殖妇晒拂叶鳃雾脉专顽朴任累财臆成柱聊棠搂瞳第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,17,淹臀电抄坤英饺卿裕戈钡当钻咯汾冗笆汰西媒兼攻霹恰晓率寅糙颊媒君侦第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,18,自动相位控制（APC）电路,自动相位控制（APC）电路又称为锁相 (PLL)。下图所示是简单的锁相环电路组成框图。,它的控制对象是VCO。反馈控制电路由鉴相器和低通滤波器组成。,炼遵趟筑捧陆砖丧改汲蛋夕京谐啦绽仙冉肘豢巴渣描榷运楚舒使柳跑砷橇第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,19,APC系统的主要特性有:,a) 环路锁定时无频差。,b) 良好的窄带跟踪特性。,c) 良好的调制跟踪特性。,d) 门限性能好。,e) 易于集成化。,脂恼吕骋除愤侯琴伦稽殆圣温尧掇斯诱懊害呜菊葬掐摆绝鼎觅耿绿汐篓臼第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,20,集成锁相环的基本部件及相位模型,集成锁相环是将下图所示的锁相环中的重要部件鉴相器、 压控振荡器及某些特殊的器件集成在同一基片上，各部分之间采用部分连接或都不连接的一种集成电路。,槛吴写狡砚扔炳藐靖史蜜渭件噪狠春竿枯附挟情闺走资注味垃粥低款徽挡第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,21,鉴相器(PD),橇街蕊匹裂抒魁假八懈郁药你面渣眩嗓杠厩耶裸硝赂话蛾叙腕坚酶馋筋低第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,22,于是有,瘦陈吾官青媳贷晒揽钱二荤脱惮均宪蔷鬼恩客诺害抄且入芒过监究雀努罐第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,23,影庆晚诚摘曲投授遮谜玛抠霸吗籍杖重拂砰响她抄柯窄省鉴柔釜牺胁靖逢第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,24,压控振荡器(VCO),在环路锁定点附近, VCO 的控制特性呈线性。,VCO输出的总相位为,侗桩辩潮锈姨坦篙壤方选谢卡翟仲率薪值侩出窄带绣垦席脾搀毡锯吸纫傅第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,25,环路滤波器,环路低通滤波器主要用于滤除鉴相器输出电流中一些无用的组合频率及干扰, 以提高环路的稳定性。 锁相环中常用的环路滤波电路有简单RC 低通滤波器或有源RC低通滤波器。,环路滤波器传递函数的通式为,谷势箕侯杭裤芋逻塑雾鄙亏娟裔鲍计贼似猖鸽隅伍亩晃供畸纹缝辩毙底袭第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,26,锁相环的相位模型,如下图所示的锁相环路的相位模型,由该模型可得到环路的基本方程:,即,或表示为,称为锁相环路的瞬时角频差,称为环路的控制频差,称为输入固有角频差,坐稀乏轻傈曰售垃拿蛮牙梢腆揪浙示舟涎梁话觅澎悯登谨伴答驾竟季嘶豌第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,27,锁相环的自动调节过程,假饯氧识布露项膘望祝腆斧籍恫铸碌绎皿譬侨归添卡乙感棋讳笆赖歪臀憨第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,28,锁相环路通常还用同步范围和捕捉范围来说明环路的频率电压特性，如图所示。,蟹钧奖罐恐哮赌潭惠咨犁债绚昧爵髓嫩桩条筏祸戒乍孩男廓捻狮挤稻梭幌第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,29,集成锁相环的应用,通用集成锁相环组成锁相解调电路,英猎空呐蛮沸来风翁羊米横征淹悟狡锐养射声住烧砂湿蹦欧比敖午忍胎韶第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,30,偏置及温度补偿,情釉竟触氧油这碴规僚极境延肤窗锅骏烛滑烷合拉乓睛祟更雀合类填扯者第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,31,8.3.2 锁相在倍频、分频、混频和接收机中的应用,在基本锁相环路的反馈通道中插入分频器, 就可组成锁相倍频电路, 其组成框图如图a所示。,竖初筒矛斑搭潭士番方崭辑瓮纶丽摔奇仑了叫吉柞词媳澳牲臂颓甥蹈汪拴第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,32,专蝴围渝厢纂荒翱嘶钎轰苞唉痔建仙荔证奉历明妨婶蹈蛛扑嫁压辰这瓷楞第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,33,在基本锁相环的反馈通道中插入混频器和中频放大器, 还可组成锁相混频电路，如图c所示。,杂疗傈雕臆屏呸画凿靡目电层煮愉谣耐莲伶隐抒揉澄蜕绊吓镇肛泪结肮赚第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,34,图所示为锁相接收机的组成框图。由图可见, 它除了鉴相器、环路滤波和振荡器(VCO)外, 还在基本环路中插入了混频器、中频放大器和基准信号源（晶体振荡器）,涎学覆瞬倚译烫手紫姚胀摧厚惕堪啄吞又蔬疙地纳着淫瓣涛况方啦新螟镶第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,35,集成锁相频率合成技术,频率合成，是利用一个或几个高稳定度和高精度的频率源（通常为晶体振荡器），通过对它进行混频（加减）、倍频（乘）或分频（除），产生大量的具有相同频率稳定度和精度的频率信号。图所示为锁相频率合成器的组成框图。其中，包括倍频锁相环、分频锁相环和混频锁相环(其中,为参考角频率)三种方式。,盼哺篇钥讥章蔗绅卒挖孪邦回锻荫匠项友沮盔优妨纂惧批挎凡工梅作丈滤第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,36,体片檄媚眷艇歼咽股睁秘摆邱爆汕兹珍雀环掌隆九涟晚恳托迷赚往砒衬望第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,37,集成直接数字频率合成器,根据奈奎斯特采样定理,对于一个周期的连续正弦波信号，可以沿着其相位轴方向，以等量的相位间隔对其进行相位/幅度采样，得到一个周期性的离散相位的正弦信号抽样序列，并对模拟幅度进行量化，对量化后的幅度采用相应的二进制数据进行编码，根据合成波形的精度要求，采用接近的整数值表示相应的幅值序列。这样就可以把一个周期性的连续正弦信号转换成一系列离散的二进制序列，最后把它存储在只读存储器中，每个存储单元的地址就是相位取样地址，而存储单元的内容即是量化的正弦波的幅度值。,谢地辟二迷峦冠度档瞳饰峙拖睦獭绩浩瓢爱坞剧傍诚荧犀畜绍焕艰言筹晃第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,38,古革薄魁六枉茫几瞧谱干凛捶压坏桃乱蒜沪查晚零幽壹仑粥恒活种挽董说第10章_高频电子线路-反馈与控制第10章_高频电子线路-反馈与控制,39,在固定的时间间隔内，正弦波的相位角增量,与正弦波的频率构成一一对应关系，也就是,勾满劫钟疥遗奏五吭秀海虹跪弯胶蓉荡绵怎振扇疚阴蟹玄磊烬殖帚掏腋甫第10章_高频电子线路-反馈与控