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1、第10章反馈控制电路主要内容10.0概述10.1自动增益控制(AGC)原理10.2自动频率控制(AFC)原理10.3自动相位控制(APC)——锁相环(PLL)原理10.4PLL的构成和数学模型10.5PLL的线性分析(自学)10.6PLL的非线性分析(自学)10.7PLL的基本特性与应用10.0概述三种反馈控制系统分类自动增益控制（AGC）电路：在输入信号幅度变化很大的情况下，使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化的一种自动控制电路。自动频率控制（AFC）电路：是一种频率反馈控制系统，AFC电路控制的是信号的频率。自动相位控制（APC）电路：又叫锁相环路
2、。(PhaseLockedLoop,简称PLL)，是一种相位反馈控制系统，锁相环路控制的是信号的相位。10.0概述(续1)反馈控制系统的组成10.0概述(续2)反馈控制系统的原理（与负反馈放大器比较）相同点：皆是自动调节系统。不同点：一是调节对象不同。（有频率F与相位P）二是分析方法不同。负反馈放大器有放大器与线性反馈电路；反馈控制系统除有放大器外，还有非线性部件，要用非线性分析方法。反馈控制系统的特点AFC的特点是：误差信号是频率，所以稳定时有频差。APC的特点是：误差信号是相位，所以稳定时只有相差。10.1自动增益控制(AGC)原理自动增益控制电路的作用
3、是，当输入信号电压变化很大时，保持接收机输出电压几乎不变。具有AGC的超外差式接收机方框图几十μV～几mV1V左右10.1自动增益控制(AGC)原理(续1)自动增益控制电路框图工作原理10.1自动增益控制(AGC)原理(续2)1.比较过程反馈网络检测出输出信号振幅电平（平均电平或峰值电平）,滤去不需要的较高频率分量,然后进行适当放大后与恒定的参考电平Ur比较,产生一个误差信号。控制信号发生器在这里可看作是一个比例环节,增益为K1。若ui减小而使uo减小时,环路产生的控制信号uc将使增益Ａk增大,从而使uo趋于增大。反之类似。无论何种情况,通过环路不断地循环反
4、馈,都应该使输出信号振幅uo保持基本不变或仅在较小范围内变化。10.1自动增益控制(AGC)原理(续3)2.滤波器的作用环路中的低通滤波器是非常重要的。由于发射功率变化,距离远近变化,电波传播衰落等引起信号强度的变化是比较缓慢的,所以整个环路应具有低通传输特性,这样才能保证仅对信号电平的缓慢变化有控制作用。尤其当输入为调幅信号时,为了使调幅波的有用幅值变化不会被自动增益控制电路的控制作用所抵消（此现象称为反调制）,必须恰当选择环路的频率响应特性,使对高于某一频率的调制信号的变化无响应,而仅对低于这一频率的缓慢变化才有控制作用。这就主要取决于低通滤波器的截止频
5、率。10.1自动增益控制(AGC)原理(续4)收音机中的AGC电路典型应用10.2自动频率控制(AFC)原理AFC电路由频率比较器(鉴频器)、低通滤波器和可控频率器件(压控振荡器VCO)三部分组成。自动频率控制电路的组成工作原理10.2自动频率控制(AFC)原理(续1)典型应用1.在调幅接收机中用于稳定中频频率稳定中频频率。调幅接收机中ＡＦＣ电路方框图10.3自动相位控制(APC)——锁相环(PLL)原理PLL是一种相位反馈控制系统，它通过比较输入信号和压控振荡器输出信号的相位，得出与这两个信号的相位差成比例的电压作为误差电压来控制压控振荡器的振荡频率，使其
6、与输入信号频率相等。PLL方框原理图PhaseDetectorLoopFilterVoltageControlledOscillator鉴相器（PD）环路滤波器（LF）压控振荡器(VCO)10.3自动相位控制(APC)——锁相环(PLL)原理(续1)基本原理（1）三个基本部件组成：鉴相器，环路滤波器和压控振荡器。（2）基本原理：鉴相器的输出信号是输入信号和压控振荡器输出信号之间相位差的函数。经环路滤波器滤波（也可能包括放大），滤除高频分量后，成为压控振荡器的控制电压。在的作用下，压控振荡器输出信号的频率将发生相应变化并反馈到鉴相器。最后进入稳定状态。鉴相器（
7、PD）环路滤波器（LF）压控振荡器(VCO)10.3自动相位控制(APC)——锁相环(PLL)原理(续2)(2)锁定状态──VCO跟踪输入信号频率与相位的漂移或调制变化的过程。当系统开始工作时，压控振荡器的频率将向着接近输入信号频率的方向变化，这就是捕获状态。当PLL达到稳定状态后，若输入信号为一固定频率的正弦波，则压控振荡器的输出信号频率与输入信号频率相等，它们之间的相位差为一常值，这种状态称为环路的锁定状态。锁相环路具有两种工作状态：(1)捕获状态──环路由失锁进入锁定的过程；鉴相器（PD）环路滤波器（LF）压控振荡器(VCO)10.3自动相位控制(AP
8、C)——锁相环(PLL)原理(续3)锁相环通常有两种
