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第八章 反馈控制电路 相关资料 Phase-locked Loops for Wireless Communications 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 参考信号 输出信号 PD LF VCO ur(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 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： 1、鉴相器(Phase Detector) 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 由式 ，得出鉴相器特性曲线，如下图。 -2p -p p 2 0 p 3 p 2 2 p p 2 3 p 2 θe(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 正弦鉴相器的数学模型 － ＋ θ1(t) θ2(t) θe(t) Ud sin( ) · Ud sinθe(t) 2.环路滤波器LF 1）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 (对数刻度) u d R C u c (1) 简单RC积分滤波器 a、组成 c、频率特性 20lg F (j W )/dB 0 －3 W j ( W ) 0 －45 －90 －6dB/倍频程 /° 1 t1 b、传递函数 F(S)= UC (s) Ud (s) = 1+S t1 1 t1=RC 20lg F (j W )/dB 0 －3 W (对数刻度) j ( W ) 0 －45 －90 u d R1 C u c /° (2) 无源比例积分滤波器 a、组成 c、频率特性 R2 1 t1 1 t2 √ t2 t1 1 t2 20lg t1 F(S)= UC (s) Ud (s) = 1+S t2 1+S t1 b、传递函数 t1=(R1+R2) C t2 =R2C 第8章 反馈控制电路 电气工程系 上 下 8.1 自动增益控制电路 8.2 自动频率控制电路 8.3 锁相环的基本原理 第8章 反馈控制电路 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 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 一 . AGC( Automatic Gain Control)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 2. AGC电路必要性 3 . 功能 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 uc ui 反馈网络 直流放大器K2 低 通 滤波器 电平检测器 UO =Kv(uc )Ui 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 ku? gm gm ＝ IEQ /UT 通常，将控制电压加至三极管的基极或发射极。 – UC +VCC V 返回 IEQ ui R1 R2 三 .自动增益控制电路 U o 0 U i a.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。 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 R C UC AGC电压 中频调幅波 检波电路 去低放 LPF 调幅接收机