高频电子线路 教学课件 作者 郭根芳 - 副本第 7 章 反馈控制电路.ppt

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1、第7章反馈控制电路7.1自动增益控制电路7.2自动频率控制电路7.3锁相环路与频率合成本章小结根据需要控制的参量不同，反馈控制电路有：自动增益控制电路自动频率控制电路自动相位控制电路简称APC，用于锁定相位，故又称锁相环路，简称PLL。简称AFC，用于维持工作频率稳定。又称自动电平控制电路，简称AGC，用于控制输出信号大小。引言7.1自动增益控制电路主要要求：了解自动增益控制电路的组成、工作原理和应用。了解常用增益控制电路。7.1.1自动增益控制电路的作用作用：通过闭合环路的反馈控制作用，可使输入信号ui幅度增大或减小时，输出信号幅度保持恒定或仅

2、在很小的范围内变化一、AGC的组成、工作原理与作用具有简单AGC的调幅接收机框图可控增益放大器反馈控制器LPF简单AGC缺点：只要有输入信号，AGC就起控制作用，对接收弱信号不利。二、AGC的应用是高性能接收机的重要辅助电路具有延迟式AGC的调幅接收机框图当AGC检波器输入信号幅度小于UR时，AGC检波器不工作，AGC电压为零，AGC不起控制作用。当AGC检波器输入信号幅度大于UR时，AGC电路才起控制作用。7.1.2增益控制电路控制晶体管发射极电流实现增益控制Augmgm＝IE/UT当信号电压↑,使-UC↓，则IE↓,gm↓,Au↓通常将控制

3、电压加至基极或发射极AGC放大电路7.2自动频率控制电路主要要求：了解自动频率控制电路的组成、工作原理和应用。7.2.1工作原理当fr=fo时，uD(t)=0，fo不变当fr≠fo时，uD(t)正比于（fo–fr)，得uc(t)控制fo向fr接近有剩余频差是AFC的缺点。鉴频特性和压控振荡器压控特性的灵敏度越大，则f越小。经若干调节周期，环路最后锁定在fo=fr+f这个f称为剩余频率误差，简称剩余频差。7.2.2应用举例广泛用作接收机和发射机中的自动频率微调电路比之普通调幅接收机多了限幅鉴频器、低通滤波和放大电路等，并将本机振荡器改为V

4、CO。AFC保证了混频器输出频率接近fI，从而提高接收机灵敏度和选择性。具有AFC的调幅接收机框图具有AFC的调频发射机框图鉴频器的中心频率调整在（fr－fc）上。当调频振荡器的中心频率发生漂移时，混频器输出的频差也跟随变化，使鉴频器输出电压发生变化，经窄带LPF滤除调制频率分量后，将反映调频波中心频率漂移的缓变电压，加至调频振荡器上，调节其振荡频率使其中心频率漂移减小。由于fr稳定度很高，因此可提高中心频率稳定度。7.3锁相环路与频率合成主要要求：掌握PLL的作用、基本组成和工作原理。掌握频率合成器的作用。了解PLL的数学模型；了解PLL的捕捉

5、与跟踪了解集成PLL及其应用；了解频率合成器的种类与主要性能指标。掌握简单锁相频率合成器的组成与工作原理。了解提高锁相频率合成器输出频率的方法。7.3.1锁相环路基本原理鉴相器（PD）：用以比较ui、uo相位，输出反映相位误差的电压uD(t)。环路滤波器（LF）：用以滤除误差信号中的高频分量和噪声，提高系统稳定性。压控振荡器（VCO）：在uC(t)控制下输出相应频率fo。一、电路结构两个正弦信号的频率和相位之间的关系若能保证两个信号之间的相位差恒定，则这两个信号的频率必相等。若wi≠wo，则ui(t)和uo(t)之间产生相位变化，鉴相器输出误差电

6、压uD(t)，它与瞬时误差相位成正比，经过环路滤波，滤除了高频分量和噪声而取出缓慢变化的电压uc(t)，控制VCO的角频率wo，去接近wi。最终使wi=wo，相位误差为常数，环路锁定，这时的相位误差称为剩余相位误差或稳态相位误差。二、锁相环路组成部件特性1、鉴相器(PD)设压控振荡器的输出电压为ωo0是压控振荡器未加控制电压时固有振荡角频率；o(t)是以ωo0为参考的瞬时相位。环路输入电压ui(t)为其相位可改写为则ui(t)与uo(t)之间的瞬时相位差为以ωo0为参考的输入信号瞬时相位。可见,鉴相器的输出电压uD(t)与相位差可改写为e(t

7、)成正比。多用于两路信号都是正弦信号的锁相环路环路滤波器的电路模型2、环路滤波器(LF)RC积分滤波器RC比例积分滤波器有源比例积分滤波器图（b）电路的传递函数为s=σ+jω为复频率3、压控振荡器(VCO)在uc=0附近，控制特性近似线性：以ωo0为参考的瞬时相位o(t)为可见就o(t)和uc(t)之间关系来说，压控振荡器是一个理想的积分器，通常称它为锁相环路中的固有积分环节。VCO的控制特性三、锁相环路捕捉与跟踪由失锁进入锁定的过程称为捕捉过程。能够由失锁进入锁定的最大输入固有频差称为环路捕捉带，用Δωp表示。捕捉过程：失锁锁定1、琐相环

8、路的捕捉无输入信号ui时，VCO以固有角频率ωo0振荡。加入信号ui时，ω不等于VCO的固有角频率而存在固有输入角频差Δωi=ωi-ωo