反馈控制电路 .ppt

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1、1现在学习的是第1页，共20页8.1 自动增益控制电路图81 反馈控制系统的组成 比较器控制信号发生器参考信号ur(t)误差信号ue(t)可控器件控制信号uc(t)反馈网络反馈信号uf(t)输入信号ui(t)输出信号uo(t)现在学习的是第2页，共20页图82 具有AGC电路的接收机组成框图高频放大器至解调器混频器中频放大器直流放大器AGC检波器ur现在学习的是第3页，共20页 8.1.1 工作原理 设输入信号振幅为Ui,输出信号振幅为Uo,可控增益放大器增益为Kv(uc),它是控制电压uc的函数,则有()ovciUK u U图83 自动增益控制电路框图 电压比较器KpUp控制信号发生器K1可

2、控增益放大器AKueuc直流放大器K2低 通滤波器电平检测器K2uiUo现在学习的是第4页，共20页 8.1.2自动增益控制电路 根据输入信号的类型、特点以及对控制的要求,AGC电路主要有以下几种类型。1简单AGC电路 在简单AGC电路里,参考电平Ur0。这样,只要输入信号振幅Ui增加,AGC的作用就会使增益Kv减小,从而使输出信号振幅Uo减小。图84为简单AGC的特性曲线。图84 简单AGC特性曲线Uo0Ui 线路简单，不需要电压比较器；缺点是：外来信号一旦有，即开始AGC，对接收机的灵敏度不利，尤其是对小信号。现在学习的是第5页，共20页 2延迟AGC电路 在延迟AGC电路里有一个起控门限

3、,即比较器参考电压Ur,它对应的输入信号振幅Uimin,如图85所示。图85 延迟AGC特性曲线 Uo0UiUominUomaxUiminUimax图86 延迟AGC电路 至信号检波延迟电压VCCC1R1RCAGC 电压VD现在学习的是第6页，共20页 8.1.3 AGC的性能指标 1动态范围 AGC电路是利用电压误差信号去消除输出信号振幅与要求输出信号振幅之间电压误差的自动控制电路。AGC动态范围是在给定输出信号振幅变化范围内，允许输入信号振幅变化的范围。2响应时间 AGC电路是通过对可控增益放大器增益的控制来实现对输出信号振幅变化的限制,而增益变化又取决于输入信号振幅的变化,所以要求AGC

4、电路的反应既要能跟得上输入信号振幅的变化速度,又不会出现反调制反调制现象,这就是响应时间特性。现在学习的是第7页，共20页8.2 自动频率控制电路 8.2.1 工作原理 自动频率控制（AFC）电路由频率比较器、低通滤波器和可控频率器件三部分组成,如图87所示。可控频率器件通常是压控振荡器（VCO）,其输出振荡角频率可写成环路稳定时，两个频率不可能完全相等，总存在频率差。0yycck u图87 自动频率控制电路的组成低通滤波器H(s)可控频率器件KcueucrWr(s)频率比较器KpUe(s)Uc(s)Wr(s)r输出信号0y y cck u 现在学习的是第8页，共20页 8.2.3 应用 1自

5、动频率微调电路（简称AFC电路）图88是一个调频通信机的AFC系统的方框图。这里是以固定中频fI作为鉴频器的中心频率,亦作为AFC系统的标准频率。图88 调频通信机的AFC系统方框图fs混频中放鉴频fI|fs f0|fI中心频率 fI本振(压控振)低放低通滤波器f0现在学习的是第9页，共20页图89 AFT原理方框图 自 中 放 来限幅放大移相网络u2u1uo现在学习的是第10页，共20页8.3锁相环的基本原理 8.3.1 工作原理 锁相环是一个相位负反馈控制系统。它由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和电压控制振荡器(VCO)三个基本部件组成,如图810所示。图810 锁相环的基本构成参考信

6、号PDur(t)LFud(t)VCOuc(t)uo(t)输出信号现在学习的是第11页，共20页 8.3.3 锁相环工作过程的定性分析 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e(t)趋向于一个固定值,并一直保持下去，则锁相环进入锁定状态。2.跟踪过程因此,我们把环路能够继续维持锁定状态的最大固有频差定义为环路的同步带。3.失锁状态 失锁状态就是瞬时频差(r-v)总不为零的状态。4.捕获过程环路由失锁进入锁定的过程为捕获过程。环路能捕获入锁的最大频差为捕获带。现在学习的是第12页，共20页 8.3.5 锁相环路的应用 由以上的讨论已知,锁相环路具有以下几个重要特性:(

7、1)环路锁定后,没有剩余频差。压控振荡器的输出频率严格等于输入信号的频率。(2)跟踪特性。环路锁定后,当输入信号频率i稍有变化时,VCO的频率立即发生相应的变化,最终使VCO输入频率r=i。(3)滤波特性。锁相环通过环路滤波器的作用,具有窄带滤波特性,能够将混进输入信号中的噪声和杂散干扰滤除。(4)易于集成化。组成环路的基本部件都易于采用模拟集成电路。环路实现数字化后,更易于采用数字集成电路。现在学习的是第13页，共20页 1.锁相环路的调频与解调 用锁相环调频,能够得到中心频率高度稳定的调频信号,图827是这种方法的方框图。图827 锁相环路调频器方框图晶振鉴相低通滤波VCO调制信号调频波输

8、出现在学习的是第14页，共20页 调制跟踪锁相环本身就是一个调频解调器。它利用锁相环路良好的调制跟踪特性,使锁相环路跟踪输入调频信号瞬时相位的变化,从而使VCO控制端获得解调输出。锁相环鉴频器的组成如图828所示。图828 锁相鉴频器 输出滤波器PD鉴频输出LFuc(t)ui(t)VCO现在学习的是第15页，共20页图829 NE562调频解调器NE56216115Cx1413CxRxRx12CcCc11109Cp1.5 kW解调输出1 kW1 kWCc1 kW0.1 FCb0.1 FEc0.1 FCb23456781 kWCT12 kW量程控制VCO输出现在学习的是第16页，共20页 2.同

9、步检波器用锁相环对调幅信号进行解调,实际上是利用锁相环路提供一个稳定度高的载波信号电压,与调频波在非线性器件中乘积检波,输出的就是原调制信号。图830 AM信号同步检波器 uo(t)PDVCOLF90uos(t)输出滤波器AM信号解调输出同频检波现在学习的是第17页，共20页8.4 频率合成器 8.4.1 频率合成器及其技术指标 1频率范围 频率范围是指频率合成器输出的最低频率fomin和最高频率fomax之间的变化范围,也可用覆盖系数k=fomax/fomin表示（k又称之为波段系数）。2频率间隔（频率分辨率）频率合成器的输出是不连续的。两个相邻频率之间的最小间隔,就是频率间隔。3频率转换时

10、间4准确度与频率稳定度5频谱纯度现在学习的是第18页，共20页 8.4.2 频率合成器的类型 频率合成器可分为直接式频率合成器,间接式（或锁相）频率合成器和直接式数字频率合成器。1直接式频率合成器（DS）2间接式频率合成器（IS）间接式频率合成器又称为锁相频率合成器。锁相频率合成器是目前应用最广的频率合成器,也是本节主要介绍的内容。图832 基本锁相频率合成器 fr环路滤波器LF压控振荡器(VCO)VBfoVC相位检波器(PD)Nfdf0 NfrddffodffNofNf现在学习的是第19页，共20页图833 有前置分频器的锁相频率合成器 frLFfoNVCOM前置分频器 图834 下变锁相频率合成器 相位检波器fr低通滤波器VCOfdN低通滤波器fo ILfLfo00LdLffffNffNf现在学习的是第20页，共20页