高频电子线路课件10-1

1、第十章第十章 反馈控制电路反馈控制电路第一节第一节 概述概述反馈控制电路的基本概念：反馈控制电路的基本概念：被控对象有：幅度、频率和相位。被控对象有：幅度、频率和相位。 反馈控制电路有：自动增益控制电路、自反馈控制电路有：自动增益控制电路、自动频率控制电路、琐相环。动频率控制电路、琐相环。反馈控制器反馈控制器被控对象被控对象Rxexoxox图图10-1 反馈控制电路的组成方框图反馈控制电路的组成方框图 原理：当被控对象原理：当被控对象xo与标准量与标准量xR不相等，不相等，则产生误差信号则产生误差信号xe ，反方向控制被控对象，反方向控制被控对象xo 。一，自动增益控制电路一，自动增益控制电路

2、 问题：若增益固定，则问题：若增益固定，则uo的幅度随的幅度随ui的幅度的幅度变化而变化，声音将时大时小，很不稳定。变化而变化，声音将时大时小，很不稳定。 自动增益控制电路的作用：自动调整放大器自动增益控制电路的作用：自动调整放大器的增益，使的增益，使uo的幅度稳定。的幅度稳定。振幅比较器振幅比较器可控增益可控增益放大器放大器A2Rueuou图图10-2自动增益控制方框图自动增益控制方框图检波器检波器Kd iu直流放直流放大器大器AI原理：原理： 若若uo的幅度变大，的幅度变大，经过检波放大后经过检波放大后与标准电压与标准电压uR比比较较,产生误差电压产生误差电压ue 大于零，将使大于零，将使

3、增益增益A2 减小减小;反之使反之使A2 增大增大.只有当只有当uo的幅度稳定的幅度稳定在一定值在一定值, ue 才等于零才等于零, A2不变。不变。二，自动频率控制电路二，自动频率控制电路AFC 作用作用：使压控振荡器的输出频率使压控振荡器的输出频率fo稳定稳定, 当当fo不等于标准频率不等于标准频率fR 时，时， 将产生误差电压将产生误差电压ue 控控制压控振荡器，使它的输出频率制压控振荡器，使它的输出频率fo趋向于趋向于fR变变化。化。鉴频器鉴频器放大器放大器Rfeucuof图图10-3自动频率控制方框图自动频率控制方框图压控振荡压控振荡器器vcoof自动频率控制电路的工作原理：自动频率

4、控制电路的工作原理：( (1)1)鉴频器的特性曲线为：鉴频器的特性曲线为：iDeRoifSufff,( (2)2)压控振荡器压控振荡器VCOVCO特性曲线：特性曲线：输出振荡频率输出振荡频率fo受电压受电压uc控制控制fo = fR + KV uccVRoouKffffffoi注意：鉴频特性曲线鉴频特性曲线VCOVCO特性曲线特性曲线oVVocfKKfu(3)(3)情况分析：情况分析：( (a)a)当当VCOVCO的输出频率的输出频率fo = fR时，即时，即, 0f相当于两条特性曲线在零点相交相当于两条特性曲线在零点相交, ,达到平衡。达到平衡。, 0, 0eiuff鉴频器的输出电压0, 0

5、, 0oRocefffVCOuu从而将维持的输出频率不变，则鉴频特性曲线鉴频特性曲线VCOVCO特性曲线特性曲线两条曲线在同一坐标两条曲线在同一坐标衡。直线的交点处，达到平条如此循环下去，直到两出误差电压，输又将作为鉴频器的输入的频率飘移，产生的输入，使将作为电压使鉴频器输出误差将作为鉴频器的输入，.,222111eeeuffVCOVCOuuf11,)(ffffVCObRo即漂移时产生当用图形可表示如图：用图形可表示如图：1ffeu两条曲线在同一坐标两条曲线在同一坐标1eu2f2euQf1, 0ffffQQQ但：剩余频差结论：结论： 自动频率控制电路是使振荡频自动频率控制电路是使振荡频率与标准

6、频率的频差减小，但不能率与标准频率的频差减小，但不能使两者的频差为使两者的频差为0 0。 换句话说，自动频率控制电路是换句话说，自动频率控制电路是使振荡频率使振荡频率fo趋向于标准频率趋向于标准频率fR , ,但但不能使不能使fo = = fR三，自动相位控制电路三，自动相位控制电路鉴相器鉴相器PD环路滤波环路滤波器器LFRducu图图10-4 自动相位控制方框图自动相位控制方框图压控振荡压控振荡器器VCOVV 作用作用：此电路使压控振荡器的输出相位此电路使压控振荡器的输出相位 稳定，其中压控振荡器的输出相位稳定，其中压控振荡器的输出相位 受受uc控制。控制。当当 不等于标准相位不等于标准相位

7、 时，时， 将产生误差电压将产生误差电压ud和和 ud控制压控振荡器，使它的输出相位控制压控振荡器，使它的输出相位 趋向趋向于于 变化。变化。VVVRVR自动相位控制电路又称锁相环。自动相位控制电路又称锁相环。第二节第二节 自动相位控制电路（锁相环）自动相位控制电路（锁相环）一、锁相环路一、锁相环路(PLL)的基本原理的基本原理 1，锁相环路各部件的特性：，锁相环路各部件的特性：（一）鉴相器的特性（一）鉴相器的特性：鉴相器鉴相器uR(t)ud(t)uV(t)鉴相器框图见右图：鉴相器框图见右图：瞬时相位差成线性，故有瞬时相位差成线性，故有),()(tKtuedd 鉴相器的特性是输出电压与鉴相器的

8、特性是输出电压与的相位差和为)()()(tututVRe（二）压控振荡器的特性（二）压控振荡器的特性：)()(tuKtcVov（三）环路滤波器的特性：低通滤波器（三）环路滤波器的特性：低通滤波器2,锁相环锁相环工作原理工作原理:鉴相鉴相器器PD环路滤环路滤波器波器LF)(tud)(tuc压控振压控振荡器荡器VCO)(tuVuV(t)uR(t)(sinsin)(tUtUtuRRmRRRmR设)(sinsin)(tUtUtuVVmVoVmV设eVRRVRettttt)()()()()(0),()(, 0,) 10恒定则的输出频率若eeRtVCO),()(tKtuedd由0)(, 0)(,tutucde则设置鉴相器的零点在不变。达到平衡由ocVovtuKt)()(鉴相鉴相器器PD环路滤环路滤波器波器LF)(tud)(tuc压控振压控振荡器荡器VCO)(tuVuV(t)uR(t)., 0)(0)()(0,3为剩余相差位差达到稳定，稳定时，相，直到变化鉴相器输出不再恒定的频率）若eRoocdeRotututVCORoet为常数，必有若)()2结论结论比较比较 自动相位控制电路是使输出信号与标准自动相位控制电路是使输出信号与标准信号的相位差减小，但不能使两者的相位差信号的相位差