第八章反馈控制电路演示文稿

第八章反馈控制电路演示文稿现在是1页\一共有50页\编辑于星期一优选第八章反馈控制电路ppt现在是2页\一共有50页\编辑于星期一2、反馈控制电路的组成比较器控制信号发生器可控器件反馈网络参考信号ur(t)误差信号ue(t)控制信号uc(t)输出信号uo(t)反馈信号uf(t)输入信号ui(t)自动增益控制电路概述

1、反馈控制电路自动频率控制电路自动相位控制电路现在是3页\一共有50页\编辑于星期一8.1自动增益控制电路一、概述二、AGC组成与工作原理三、AGC电路四、AGC的性能指标现在是4页\一共有50页\编辑于星期一一.AGC(AutomaticGainControl)概述利用反馈控制量控制放大器的增益，使放大器的输出稳定（基本不变）

1.概念现在是5页\一共有50页\编辑于星期一2.AGC电路必要性现在是6页\一共有50页\编辑于星期一3.功能现在是7页\一共有50页\编辑于星期一二、AGC电路组成与工作原理反馈信号uf参考信号Ur输出信号UO可控增益放大器Kv电压比较器KP控制信号发生器K1输入信号误差信号ue控制信号ucui反馈网络

直流放大器K2低通滤波器电平检测器UO=Kv(uc)Ui现在是8页\一共有50页\编辑于星期一可控增益放大器的控制过程控制晶体管发射极电流实现增益控制kugmgm＝

IEQ/UT通常，将控制电压加至三极管的基极或发射极。–

UC+VCCV返回IEQuiR1R2现在是9页\一共有50页\编辑于星期一三.自动增益控制电路

Uo0Uia.简单AGC特性曲线1.简单AGC优点：线路简单，在实用电路中不需要电压比较器。现在是10页\一共有50页\编辑于星期一b.具有简单AGC的

可控增益放大器反馈控制器LPF高频放大器混频器中频放大器检波器低频输出RCUCAGC电压中频调幅波检波电路去低放LPF调幅接收机现在是11页\一共有50页\编辑于星期一Uo0Ui简单AGC特性曲线简单AGC的缺点：只要有输入信号，AGC就起控制作用，对接收弱信号不利。优点：线路简单，在实用电路中不需要电压比较器。现在是12页\一共有50页\编辑于星期一2．延迟AGC电路在延迟AGC电路中，有一个启控门限，即比较器参考电压Ur，它对应的输入信号振幅为Uimin，称为AGC的起控门限Uo0UiUominUomaxUiminUimaxa.延迟AGC特性曲线Ur现在是13页\一共有50页\编辑于星期一低频信号AGC电压延迟电压

Urb.具有延迟式AGC的调幅接收机高频放大器混频器中频放大器检波器中频放大器AGC检波器C1R1RCVD至检波器UrAGC电压－＋VCC－低频信号uiui现在是14页\一共有50页\编辑于星期一3．前置AGC、后置AGC与基带AGC

后置AGC：前置AGC：基带AGC：AGC处于解调以前,由高频（或中频）信号中提取检测信号,再通过检波和直流放大器,从解调信号中提取检测信号，AGC处于解调以后,控制高频（或中频）放大器的增益。控制高频（或中频）放大器的增益。整个AGC电路均工作在解调后的基带内。现在是15页\一共有50页\编辑于星期一低频信号AGC电压延迟电压

Ur具有延迟式AGC的调幅接收机高频放大器混频器中频放大器检波器中频放大器AGC检波器C1R1RCVD至检波器UrAGC电压－＋VCC－低频信号uiui现在是16页\一共有50页\编辑于星期一四：AGC的性能指标1．动态范围AGC的动态范围是在给定的输出信号振幅变化范围内，容许输入信号振幅的变化范围.2．响应时间要求AGC电路的反应既要能跟得上输入信号振幅的变化速度，又不会出现反调制现象.现在是17页\一共有50页\编辑于星期一本节小结1、AGC的组成及其原理2、3、现在是18页\一共有50页\编辑于星期一8.2自动频率控制电路一、功能自动频率控制也称自动频率微调，它利用反馈控制量自动调节振荡器的振荡频率，使振荡频率稳定在某一预期的标准频率附近。现在是19页\一共有50页\编辑于星期一二、AFC组成与工作原理1、系统框图Wr(s)

Wy(s)频率比较器KP低通滤波器H(S)可控频率器件KCwrueucwyUe(s)Uc(s)当wr=wy时，当wr≠wy时，经若干调节周期，2、工作原理uC(t)=0，wy不变ue(t)（wr–wy),→uc(t)→wy或环路最后锁定在wy=wr+w这个w

称为剩余角频率误差，简称剩余角频差。ue(t)现在是20页\一共有50页\编辑于星期一AFC电路的闭环传递函数：输出信号角频率的拉氏变换：上式求拉氏逆变换，即可得AFC得时域响应三、主要性能指标1．暂态和稳态特性暂态、稳态响应

和跟踪特性现在是21页\一共有50页\编辑于星期一AFC电路中误差角频率ω的时域稳定误差值：2．跟踪特性误差传递函数

:现在是22页\一共有50页\编辑于星期一三、AFC的应用1、调频接收机的AFC系统方框图本振频率漂移和接收调频信号的中心频率漂移均为缓慢变化，由此引起的电压变化可以通过低通滤波器转变为电压的变化。现在是23页\一共有50页\编辑于星期一2.调幅接收机中的AFC系统调幅波输入混频器中频放大器包络检波器限幅鉴频器低通和放大压控振荡器至低放鉴频器中心频率fI

AFC保证了混频器输出频率接近fI，从而提高接收机灵敏度和选择性。比普通调幅接收机多了限幅鉴频器、低通滤波和放大电路等并将本机振荡器改为VCO本振现在是24页\一共有50页\编辑于星期一3.具有AFC的调频发射机框图调频振荡器缓冲放大器晶体振荡器混频器限幅鉴频器低通uΩfcfr调制信号调频信号输出鉴频器的中心频率调整在（fr－fc）上。

fr稳定度很高，可提高中心频率稳定度。现在是25页\一共有50页\编辑于星期一本节小结1、AFC的组成由鉴频器、低通滤波器、可控频率器构成的2、工作原理3、主要性能指标暂态响应与稳态响应、4、应用(1)调频接收机(2)调幅接收机(3)调频发射机跟踪特性负反馈控制电路频率比较频率误差误差电压低通滤波形成控制电压控制受控对象现在是26页\一共有50页\编辑于星期一缺点电路达到平衡状态之后，必然会有剩余频率误差存在。即频率误差不可能为零。

能不能使频率达到零误差?锁相环!电路组成:AFC回顾现在是27页\一共有50页\编辑于星期一8.3锁相环的基本原理概述工作原理基本环路方程锁相环工作过程的定性分析锁相环的应用现在是28页\一共有50页\编辑于星期一一、概述锁相环路（Phaselockedloop，PLL）是一种相位自动控制电路，其作用是实现环路输出信号与输入信号之间无误差的频率跟踪，仅存在某一固定的相位差。

PLL电路广泛应用于

通信电视空间技术频率合成精密测量现在是29页\一共有50页\编辑于星期一相关资料<<Phase-lockedLoopsforWirelessCommunications>><<锁相环设计、仿真和应用>>清华大学出版社

<<锁相技术>>张厥盛<<锁相环路原理及应用>>陈世伟现在是30页\一共有50页\编辑于星期一参考信号输出信号PDLFVCOur(t)

ud(t)

uc(t)

uo(t)

鉴相器环路滤波器压控振荡器基本构成：误差电压控制电压比较uo(t)和ur(t)的相位，产生误差电压ud(t)滤除ud(t)中的高频成分，得到控制电压uc(t)

Uc(t)调整VCO的频率，向ur(t)的频率靠拢，直至频率相等，实现锁定!三个基本电路构成一个相位负反馈环形控制电路二、组成与工作原理现在是31页\一共有50页\编辑于星期一三、基本环路方程鉴相器数学模型环路滤波器数学模型压控振荡器数学模型为了建立整个锁相环路的数学模型，锁相环路的基本方程。首先建立最后得出：现在是32页\一共有50页\编辑于星期一1、鉴相器(PhaseDetector)2）正弦型鉴相器的模型：模拟乘法器和低通滤波器构成1)功能：产生对应于相位误差θe(t)的误差电压ud(t)正弦鉴相器模型

现在是33页\一共有50页\编辑于星期一由式，得出鉴相器特性曲线，如下图。-2p-pp20p3p22pp23p2θe(t)Ud(t)它是正弦曲线形式，所以这种鉴相器叫做正弦波相位鉴相器现在是34页\一共有50页\编辑于星期一正弦鉴相器的数学模型－＋θ1(t)θ2(t)θe(t)Udsin()·Udsinθe(t)现在是35页\一共有50页\编辑于星期一2.环路滤波器LF1）功能：2）常见电路：滤除误差电压ud(t)中的高频分量和噪声产生控制信号uc(t)

简单RC积分滤波器无源比例积分滤波器有源比例积分滤波器更重要的，它对环路参数的调整起决定性作用现在是36页\一共有50页\编辑于星期一(对数刻度)udRCuc(1)简单RC积分滤波器a、组成c、频率特性20lgF(jW)/dB0－3Wj(W)0－45－90－6dB/倍频程/°1t1b、传递函数F(S)=

UC(s)Ud(s)=1+St11t1=RC现在是37页\一共有50页\编辑于星期一20lgF(jW)/dB0－3W(对数刻度)j(W)0－45－90udR1Cuc/°(2)无源比例积分滤波器a、组成c、频率特性R21t11t2√

t2t11t220lgt1F(S)=

UC(s)Ud(s)=1+St21+St1b、传递函数t1=(R1+R2)Ct2=R2C现在是38页\一共有50页\编辑于星期一(3)有源比例积分滤波器b、传递函数为：F(S)≈

1+St2St1R1R2Cud+uc+a、组成c、频率特性20lgF(jW)/dB0W(对数刻度)j(W)0－45－90/°1t1t220lgt1－6dB/倍频程20lgt2t1t1=R1Ct2=R2C现在是39页\一共有50页\编辑于星期一(a)时域模型(b)频域模型

现在是40页\一共有50页\编辑于星期一三.压控振荡器VCO（VoltageControlledOscillator)功能：进行电压——频率变换使输出频率向参考信号频率接近，以消除频差。ωv

(t)

=ωo+Kouc(t)在线性范围内，这一线性关系为现在是41页\一共有50页\编辑于星期一VCO的复时域模型ωv

(t)

=ωo+Kouc(t)ωv

(t)dt=ωo

t+Koθ2

(t)

=K0因此，就比较量——相位而言，VCO等效为一个积分器。现在是42页\一共有50页\编辑于星期一4、环路相位模型和基本方程1）锁相环路PLL的相位模型将鉴相器、环路滤波器和压控振荡器的模型连接现在是43页\一共有50页\编辑于星期一设：环路输入频率ωr和相位θr均为常数的信号，即：ω0t+[(ωr-ω0)t+θr

]现在是44页\一共有50页\编辑于星期一则ω0t+[(ωr-ω0)t+θr

]令：已有：锁相环路基本方程:瞬时频差=固有频差-控制频差θ1(t)=(ωr-ω0)t+θrpθ1(t)=ωr-ω0=Δω0

Ksinθe(t)F(p)pθe(t)=Δω0-其中：现在是45页\一共有50页\编辑于星期一三、锁相环工作过程的定性分析锁定状态跟踪过程失锁状态捕获过程现在是46页\一共有50页\编辑于星期一1、锁定状态当在环路的作用下，调整控制频差等于固有频差时，瞬时相差θe(t)趋向于一个固定值，并一直保持下去，这种状态称为