北京邮电大学通信电子线路反馈控制电路唐恬讲义.ppt

2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 谢 谢！ * * * * 通信电子电路——反馈控制电路 通信电子电路——反馈控制电路 通信电子电路——反馈控制电路 北京邮电大学——信息与通信工程学院 唐 恬 tangtian@bupt.edu.cn 2009-2010学年第2学期 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 本次教学内容 第5章 反馈控制电路 其中5.3.3 集成锁相环——不讲 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 本次教学重点 5.1、5.2节——了解框图和基本概念 5.3节——本章的重点和难点 5.4节——了解框图和基本概念 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5 反馈控制电路——概述 反馈控制电路的实质就是将电路的输出反馈到输入或参考端，再对电路进行控制，从而稳定电路的输出 根据比较和调节的参量不同： 自动增益控制电路：AGC 自动频率控制电路：AFC 自动相位控制电路：APC，又称PLL——锁相环 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.1 自动增益控制电路——基本工作原理 低通滤波器的作用：避免反调制 假定稳定状态时vr=4V、vi=1V、ve=0V，A2=4-0.25ve，A1=1，某一时刻vi=1V 突变为2V。vo(t)波形如何变化？(忽略反馈、控制时延) 其中可以看到静态误差的存在 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.1 自动增益控制电路——应用(1) 以上页参数为例，假定ve=0时A2不变，将出现什么现象？ 电路可视为起控门限vr的延迟AGC电路 延迟AGC在实际电路中的作用是？ 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.1 自动增益控制电路——应用(2) 以上两级AGC都是延迟AGC电路 如图所示，这样设计两级延迟AGC的意义何在？ 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.2 自动频率控制电路 该电路是否适用于接收FM信号？ 锁定后的AFC电路存在剩余频差 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.3.1 锁相环的基本工作原理 锁相环的三个基本组成部分 加到鉴相器相差是： 当 时， 若 为常数， 锁相环锁定时：存在剩余相差，不存在剩余频差， 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.3.2 锁相环路的性能分析——锁相环路的基本部件：鉴相器(PD) 假定ωr为控制电压vc(t)=0时VCO的固有振荡频率。ωi、ωo和ωr可表示为： 在后续推导中定义鉴相器鉴相特性为：式中 为瞬时相差 PD电路模型： 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.3.2 锁相环路的性能分析——锁相环路的基本部件：压控振荡器(VCO) 在VCO线性范围内： 上式可改写为： 引入微分算子p后有： VCO电路模型： 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.3.2 锁相环路的性能分析——锁相环路的基本部件：低通滤波器(LPF) 低通滤波器的传输函数是： 若以p替换AF(s)中的s： LPF电路模型： 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.3.2 锁相环路的性能分析——锁相环的数学模型 由各部分电路模型可写出环路基本方程： 瞬时角频差： 控制角频差： 输入固有角频差： 注意：环路基本方程的阶数由LPF决定，1阶LPF意味着2阶环路。若例题给出环路为1阶意味着？ 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.3.2 锁相环路的性能分析——锁相环路的工作过程：环路的锁定状态(1) 环路锁定的实质(假定输入为固定的单频信号)： 瞬时角频差 + 控制角频差 = 输入固有角频差 下降至0 增大至输入固有角频差 锁定时的剩余相差以 表示。 的存在意味着？ 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.3.2 锁相环路的性能分析——锁相环路的工作过程：环路的锁定状态(2) 的表达式可由环路方程得到： 能维持环路锁定的最大输入固有角频差的2倍称为锁相环路的同步带或跟踪带： 怎么增大锁相环的同步带(跟踪带)？ 靠增大 来扩大同步带的前提是什么？ 2009-2010学年第2学期 通信电子电路——反馈控制电路 * 5.3.2 锁相环路的性能分析——锁相环路的工作过程：环路的捕捉过程(1) 捕捉是指环路由失锁到锁定的过程，捕捉开始时，瞬时角频差等于输入固有角频差