电子电路的分析与应用 高频电子技术PPT 第8章 反馈控制电路2.ppt

陈廷凡 物理与电子 信息学院 第八章 反馈控制电路 第一节 自动增益控制 第二节 自动频率控制 第三节 锁相环基本原理 第四节 频率合成器 本章小结 习题 概述 反馈控制是现代系统工程中的重要自动控制手段。 反馈控制种类： （1）自动增益控制－AGC（Automatic Gain Control)：在接收机中控制通道增益，保持输出恒定。 （2）自动频率控制－AFC (Automatic Frequency Control)：维持电子系统工作频率稳定。 （3）自动相位控制－APC (Automatic Phase Control)：又名锁相环（Phase Locked Loop) 反馈控制电路： 由比较器、控制信号发生器、可控器件、反馈网络组成。 反馈控制电路中的比较器： （1）电压比较器； （2）频率比较器（鉴频器）； （3）相位比较器（鉴相器）； 反馈控制电路中的反馈网络： （1）电压反馈； （2）频率反馈（鉴频器）； （3）相位反馈（鉴相器）； （4）频率合成器（可以程控变换许多频率）。 第一节 自动增益控制电路 设置AGC原因：收发距离的远近、发射功率的大小、电波传播的衰落，接收的信号强弱从几μV到几十mV.信号太弱，困难被丢失；信号太强，接收机可能饱和阻塞。必须设置AGC，以保证接收机强弱信号均可正常接收。 高频 放大 高频 放大 直流 放大 AGC 检波 混频器 高频 放大 P8-2 AGC的组成 一、工作原理 AGC的作用：ui变化时，保持uo基本不变。 输入信号弱时，AGC不起作用；输入信号强时AGC起控，放大器增益自动减小输出信号基本不变。 二、自动增益控制电路 1、简单AGC 电路简单，无比较器；但一有外来信号，AGC立即起控，不利于提高接收机灵敏度 2、AGC技术参数 2、延迟AGC 比较器设一参考电压UH对应 Uimin, ui Uimin后，电路才起控。（电压延迟）如P8-5. P8-6 延迟AGC AGC检波 低通滤波 中频放大 3、前置AGC 、后置AGC 、和基带AGC (1)前置AGC :AGC置于解调电路之前，动态范围和可变增益可以作得很大； （2）后置AGC ： AGC置于解调电路之后，AGC可以对信号电平进行有效控制； （3）基带AGC整个AGC均在解调之后的基带信号中处理，可以采用数字信号处理方法 三、AGC的性能指标 1、动态范围 要求输出电压的变化范围越小越好；输入电压的变化范围越大越好。动态范围是指输出信号的规定变化范围内，允许输入信号的变化范围。 2、响应时间 要求AGC的反应能跟上输入信号振幅的变化速度，又不要出现反调制现象。 有快速AGC和慢速AGC。反应速度由低通滤波器的带宽决定：带宽宽，速度快，易反调制－调幅波的有用振幅变化被AGC控制作用抵消。 第二节 自动频率控制电路（AFC) 一、工作原理 AFC由频率比较器、低通滤波器、可控频率器件组成 VCO特点： VCO的输出频率： 固有振荡频率： 压控灵敏度： 剩余频差： 锁定频率： 结论：VCO是利用误差信号反馈控制频率的，误差信号与频差成正比，稳态时两个频率不可能相等，始终存在剩余频差。 二、主要性能指标 1、暂态和稳态特性 2、跟踪特性 三、应用：收发信机的频率微调和调频解调 1、自动频率微调电路（AFC) 当混频器输出频率f’I=f0-f≠fI时,鉴频器输出误差电压,经低通滤波后,改变VCO的频率f0,直到f’I-fI为剩余频差Δf I(越小越好) P8-81调频通信机频率微调电路（AFC) 2、电视机自动频率微调电路（AFT) （AFT)可将偏离图像中频38MHz的频偏大小鉴别出来,并转换为直流电压,去控制高频调谐器AFT的变容二极管偏压,从而微调本振频率,保证中频稳定. 电视机自动频率微调电路（AFT)由限幅放大、移相网络和双差分模拟乘法器组成. P8-9电视机自动频率微调电路（AFT) 8.3 锁相环基本原理 概述 AFC的缺点:电路平衡后依然存在频差; PLL的特点:利用相位差去消除频差的反馈控制电路,电路平衡后,虽然存在相差,但无频差. (1)实现无频差的频率 跟踪和相位跟踪; (2)对噪声有良好的过滤作用; (3)可以消除噪声; (4)具有良好的窄带调制跟踪特性; (5)门限效应好; (6)电路便于集成. PLL的应用:通信,雷达,导弹,导航,仪表,电机控制 8.3.1工作原理 PLL原理 PLL锁定特点 PLL锁定时 结论： PLL锁定时输出信号与输入信号频率完全相等，两者之间只存在微小的相差。 二、基本环路方程 1、鉴相器 2、环路滤波器 LP的作用 滤出鉴相误差电压中的高频分量和噪声；对PLL环路参数调节起决定作用。 LP的电路模型