电子线路-非线性部分(第四版)谢嘉奎-第6章反馈控制电路ppt课件.ppt
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1、第第 6 章反馈控制电路章反馈控制电路 6.1反馈控制电路概述反馈控制电路概述 6.2锁相环路性能分析锁相环路性能分析 6.3集成锁相环及其应用集成锁相环及其应用 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第第 6 章反馈控制电路章反馈控制电路6.1反馈控制电路概述反馈控制电路概述6.1.1自动电平控制电路自动电平控制电路 6.1.2自动频率控制电路自动频率控制电路6.1.3自动相位控制电路自动相位控制电路(锁相环路锁相环路)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加
2、赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用为为了了提提高高通通信信系系统统和和电电子子设设备备的的性性能能指指标标或或实实现现某某些些特定要求,必须采用各种反馈控制电路。特定要求,必须采用各种反馈控制电路。反馈控制电路的预定关系:反馈控制电路的预定关系:xo=g(xi)反馈控制器:比较反馈控制器:比较 xo、xi 产生误差量产生误差量 xe。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用对象:根据对象:根据 xe 对对 xo 调解,稳定时接近预定关系。调解,稳定时接近预定关系。反馈控制电路是一种有误差的控
3、制电路。反馈控制电路是一种有误差的控制电路。根据控制对象参数不同反馈控制电路分为以下三类:根据控制对象参数不同反馈控制电路分为以下三类:自动电平控制电路自动电平控制电路自动频率控制电路自动频率控制电路自动相位控制电路自动相位控制电路经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用6.1.1自动电平控制电路自动电平控制电路一、工作原理一、工作原理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用对象为可控增益放大器,其对象为可控增益放大
4、器,其输入信号:输入信号:vi=Vimcos t 输出信号:输出信号:vo=Vomcos t 增益:增益:受误差电压控制。受误差电压控制。自动电平控制电路自动电平控制电路 输入量输入量 xi 为为 vr,输出量,输出量 xo 为为 Vom。预定关系:预定关系:Vom=KvrK 特定常数特定常数经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用误差电压:误差电压:满足预定关系时:满足预定关系时:ve=0 调节过程:调节过程:增益控制特性,增益控制特性,反馈控制器的比较特性。反馈控制器的比较特性。满足预定关系满足预定关
5、系 ve=0,Vom=Kvr 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用Vom(Vim 增增大大或或 A(0)变变化化)增增大大到到 Vom0,使使误误差差电电压压增增大大,Vom0 调调整整为为 V om,振振幅幅减减小小,误误差差电电压压减减小小,再再调调整整使使振振幅幅变变为为 V om,反反复复循循环环直直到到达达到到 A 点,进入点,进入稳定状态。稳定状态。AI、Ar 越大剩余幅差越小。越大剩余幅差越小。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为
6、消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、应用二、应用1自动增益控制电路自动增益控制电路(AGC)自自动动增增益益控控制制电电路路的的作作用用:当当输输出出信信号号电电压压变变化化很很大大时,保持输出电压几乎不变。时,保持输出电压几乎不变。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用调调幅幅接接收收机机加加入入 AGC 电电路路是是为为了了接接收收机机输输出出的的信信号号稳定,避免声音忽强忽弱。稳定,避免声音忽强忽弱。高放、混频、中放构成的可控增益放大器。高放、混频、中放构成的可控增益放大器。AGC 检波器输出
7、正比于中放输出的调幅波的载波振幅检波器输出正比于中放输出的调幅波的载波振幅Vom 的直流,经直流放大器产生误差电压的直流,经直流放大器产生误差电压 ve,控制放大器的,控制放大器的增益,使输出信号的载波振幅增益,使输出信号的载波振幅 Vom 稳定。稳定。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 2已调波功率放大器已调波功率放大器已已调调波波功功率率放放大大器器电电路路加加入入自自动动电电平平控控制制电电路路是是为为了了减减小小非非线线性性失失真真,实实现现良好的线性放大。良好的线性放大。经营者提供商品或者
8、服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 根根据据输输入入信信号号检检出出的的 vr 与与输输出出检检出出的的 v+相相比比较较,输输出出误误差差电电压压 ve,调调整整功功率率放放大大器器的的增增益益,从从而而有有效效地地减减小非线性失真。小非线性失真。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用6.1.2自动频率控制电路自动频率控制电路一、工作原理一、工作原理自动频率控制电路的主要作用是自动调整振荡器的频自动频率控制电路的主要作用是自
9、动调整振荡器的频率。率。环路的输入量:环路的输入量:vi(t)的角频率的角频率 i 环路的输出量:环路的输出量:vo(t)的角频率的角频率 o 预定关系:预定关系:o-i=e0 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 e vd vc o 反反复复循循环环后后,环环路路锁锁定定。VCO 不不稳稳定定引引起起的的较较大大角角频频差差 e0e0,减小到,减小到 e e。限幅鉴频器限幅鉴频器 频率比较器频率比较器 转换特性转换特性 e vc放大器放大器 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增
10、加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用VCO 可控频率电路可控频率电路 转换特性转换特性 vc e混频器混频器经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 (a)o =e0,(b)M 锁锁定定时时的的平平衡衡点,剩余角频差点,剩余角频差 (c)M、P 稳稳定定平平衡衡点点,但但 P 点点环环路路已已失失去去调调解解作作用用。N 不不稳稳定定平平衡点。衡点。同步带:同步带:H=e02 捕捉带:捕捉带:p=e03 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其
11、受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、应用二、应用1自动频率微调电路自动频率微调电路 采用微调电路的调幅接收机,中频放大器的带宽可以减采用微调电路的调幅接收机,中频放大器的带宽可以减小,有利于提高接收机的灵敏度和选择性。小,有利于提高接收机的灵敏度和选择性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 2调频负反馈解调器调频负反馈解调器与普通限幅鉴频器相比,调频负反馈解调器的突出优点与普通限幅鉴频器相比,调频负反馈解调器的突出优点是解调门限低。是解调门限低。经营者提供商品或者服务
12、有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3线线性性扫扫频频电路电路 采用自动频率采用自动频率控制电路的扫频信控制电路的扫频信号发生器能减小扫号发生器能减小扫频信号的失真。频信号的失真。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用6.1.3自动相位控制电路自动相位控制电路(锁相环路锁相环路)与与自自动动频频率率控控制制电电路路一一样样,锁锁相相环环路路(PLL)也也是是一一种种实实现现频频率率跟跟踪踪的的自自动动控控制制电电路路,而而且且跟跟踪
13、踪是是无无误误差差的的,即即 VCO 输出信号频率恒等于输出信号频率恒等于输入信号频率。输入信号频率。一、组成框图一、组成框图 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、控制过程二、控制过程 o (o i)o(t)-i(t)调整调整 VCO o=i 环环路路锁锁定定,保保持持固有相差固有相差 o。图图 613用旋转矢量说明锁相环路的控制过程用旋转矢量说明锁相环路的控制过程(a)失锁失锁(0 i)()(b)锁定锁定(0=i)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加
14、赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用以上讨论了三种反馈控制电路,它们的区别在输入和输以上讨论了三种反馈控制电路,它们的区别在输入和输出所取得参量不同,因而反馈控制器和对象也就不同,但都出所取得参量不同,因而反馈控制器和对象也就不同,但都是自动调节系统,具有相同的调解过程,可以采用相同的分是自动调节系统,具有相同的调解过程,可以采用相同的分析方法。析方法。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第第 6 章反馈控制电路章反馈控制电路6.2锁相环路性能分析锁相环路性能分析 6.2.1基本环路方程基
15、本环路方程 6.2.2捕捉过程的定性讨论捕捉过程的定性讨论6.2.3跟踪特性跟踪特性经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用分析环路锁定的动态过程及其性能特点。分析环路锁定的动态过程及其性能特点。6.2.1基本环路方程基本环路方程(a)图图 621鉴相器的电路模型鉴相器的电路模型一、鉴相器一、鉴相器作作用用:比比较较两两个个输输入入电电压压之之间间的的相相位位差差,产产生生相相应应的的输输出出电电压压 vd(t)。设设 r 为参考角频率。为参考角频率。r VCO 未加控制电压时的固有振荡角频率。未加控制电
16、压时的固有振荡角频率。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(a)图图 621鉴相器的电路模型鉴相器的电路模型即即vo(t)=Vom cos rt+o(t)+一般取一般取经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(a)图图 621鉴相器的电路模型鉴相器的电路模型即即vo(t)=Vom sin rt+o(t)鉴相器输出的平均电压鉴相器输出的平均电压 vd(t)=Ad sin e(t)Ad 鉴相器最大输出电压鉴相器最大输
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