反馈控制电路r反馈控制电路r.doc

根据需要控制的参量不同，反馈控制电路有： 简称APC，用于锁定相位，故又称锁相环路，简称PLL。 简称AFC，用于维持工作频率稳定。 又称自动电平控制电路，简称AGC，用于控制输出信号大小。 引言 7.1 自动增益控制电路 主要要求： 了解自动增益控制电路的组成、工作原理和应用。 了解常用增益控制电路。 7.1.1 自动增益控制电路的作用 作用：通过闭合环路的反馈控制作用，可使输入信号ui 幅度增大或减小时，输出信号幅度保持恒定或仅在很小的范围内变化 一、AGC的组成、工作原理与作用 具有简单AGC 的调幅接收机框图 反馈控制器 LPF 简单AGC 缺点： 只要有输入信号，AGC 就起控制作用，对接收弱信号不利。 二、AGC的应用 是高性能接收机的重要辅助电路 具有延迟式AGC 的调幅接收机框图 当AGC检波器输入信号幅度小于UR时，AGC检波器不工作，AGC 电压为零，AGC不起控制作用。 当AGC检波器输入信号幅度大于UR时， AGC 电路才起控制作用。 7.1.2 增益控制电路 1. 控制晶体管发射极电流实现增益控制 AGC 放大电路 Au? gm gm ＝ IE / UT 当信号电压↑,使 -UC↓，则IE ↓, gm ↓, Au ↓ 通常将控制电压加至基极或发射极 2. 差分放大器增益控制电路 通过改变对管的电流分配比、负反馈深度、恒流 源电流等来实现对增益的控制。 ic1 = ic2 + ic3 Ui一定时，则 ic1 一定。 若Uc↑，则 ic2↑→ ic3↓→输出电压↓，Au↓。 利用Uc控制ic2 和 ic3的分配比来实现增益控制 7.2 自动频率控制电路 主要要求： 了解自动频率控制电路的组成、工作原理和应用。 7.2.1 工作原理 当 fr = fo时， uD(t) = 0 ，fo不变 当 fr ≠ fo时，uD(t) 正比于 （ fo – fr )，得uc(t)控制 fo向 fr 接近 有剩余频差是AFC 的缺点。鉴频特性和压控振荡器压控特性的灵敏度越大，则? f 越小。 经若干调节周期，环路最后锁定在 fo = fr + ? f 这个? f 称为剩余频率误差，简称剩余频差。 7.2.2 应用举例 广泛用作接收机和发射机中的自动频率微调电路 比之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 。 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。 具有AFC 的调幅接收机框图 具有AFC 的调频发射机框图 鉴频器的中心频率调整在（ fr － fc ）上。当调频振荡器的中心频率发生漂移时，混频器输出的频差也跟随变化，使鉴频器输出电压发生变化，经窄带LPF 滤除调制频率分量后，将反映调频波中心频率漂移的缓变电压，加至调频振荡器上，调节其振荡频率使其中心频率漂移减小。由于fr 稳定度很高，因此可提高中心频率稳定度。 7.3 锁相环路（PLL） 主要要求： 掌握PLL的作用、基本组成和工作原理 了解PLL的数学模型 了解PLL的捕捉与跟踪 了解集成PLL及其应用 7.3.1 锁相环路基本原理 鉴相器（PD）：用以比较ui、 uo相位， 输出反映相位误差 的电压uD(t)。 环路滤波器（LF）：用以滤除误差信号中的高频分量和噪声，提高系统稳定性。 压控振荡器（VCO）：在uC(t) 控制下输出相应频率 fo。 两个正弦信号的频率和相位之间的关系 若能保证两个信号之间的相位差恒定，则这两个信号的频率必相等。 若wi ≠wo，则ui(t) 和uo(t) 之间产生相位变化 ，鉴相器输出误差电压uD(t) ，它与瞬时误差相位成正比，经过环路滤波，滤除了高频分量和噪声而取出缓慢变化的电压uc(t) ，控制VCO 的角频率 wo ，去接近wi 。 最终使 wi = wo ，相位误差为常数，环路锁定，这时的相位误差称为剩余相位误差或稳态相位误差。 7.3.2 锁相环路的数学模型 一、鉴相器(PD) 设压控振荡器的输出电压为 ωo0 是压控振荡器未加控制电压时固有振荡角频率； ?o(t) 是以ωo0为参考的瞬时相位。 环路输入电压ui(t)为 其相位可改写为 则ui(t)与uo(t) 之间的瞬时相位差为 以ωo0为参考的输入信号瞬时相位。 设鉴相器具有正弦鉴相特性，则 二、压控振荡器(VCO) 在uc = 0 附近，控制特性近似线性： 以ωo0为参考的瞬时相位?o(t) 为 可见压控振荡器是一个理想的积分器 将积分符号用微分算子p=d/dt 的 倒数表示，则得 VCO的控制特性 VCO的相位模型 三、环路滤波器(LF) 图（b）电路的传递函数为 将AF(s) 中的复频率s 用微分算子p 替换，可得 四、PL