第8章反馈控制电路.ppt

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1、第8章 反馈控制电路 第8章反馈控制电路8.1 自动增益控制电路自动增益控制电路8.2 自动频率控制电路自动频率控制电路8.3 锁相环的基本原理锁相环的基本原理8.4 频率合成器频率合成器 1第8章 反馈控制电路 8.1自动增益控制电路图81 反馈控制系统的组成 2第8章 反馈控制电路 图82 具有AGC电路的接收机组成框图3第8章 反馈控制电路 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,则有图83 自动增益控制电路框图 4第8章 反馈控制电路 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

2、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。5第8章 反馈控制电路 2延迟AGC电路在延迟AGC电路里有一个起控门限,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 图86 延迟AGC电路 6第8章 反馈控制电路 8.1.3AGC的性能指标1动态范围AGC电路是利用电

3、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,又不会出现反反调调制制现象,这就是响应时间特性。7第8章 反馈控制电路 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

4、定时，两个频率不可能完全相等，总存在频率差。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KcueucwrWr(s)频率比较器KpUe(s)Uc(s)Wr(s)wr输出信号8第8章 反馈控制电路 8.2.3应用1自动频率微调电路（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9第8章 反馈控制电路 图89 AFT原理方框图 10第8章 反馈控制电路 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

5、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11第8章 反馈控制电路 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。12第8章 反馈控制电路 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:(1)环

6、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。13第8章 反馈控制电路 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14第8章 反馈控制电路 调制跟踪锁相环本身就是一个

7、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 15第8章 反馈控制电路 图829 NE562调频解调器16第8章 反馈控制电路 2.同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 17第8章 反馈控制电路 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

8、,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频率转换时间4准确度与频率稳定度5频谱纯度18第8章 反馈控制电路 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 19第8章 反馈控制电路 图833 有前置分频器的锁相频率合成器 图834 下变锁相频率合成器 20