通信电子线路第7章 反馈控制电路

Ａgmax是输入信号振幅最小时可控增益放大器的增益, 为最大增益
Ａgmin是输入信号振幅最大时可控增益放大器的增益, 为最小增益。 比值mi /mo越大, 表明AGC电路输入动态范围越大, 而输出动态范 围越小, 则AGC性能越佳。这就要求可控增益放大器的增益控制
倍数ng尽可能大。ng也可称为增益动态范围, 通常用分贝数表示
2020/12/13
6
7.1 自动增益控制电路（ AGC ）
➢ 通信系统中, 接收机所接收的信号强弱变化范围很大, 信号最强时与最弱时可相差几十分贝。
➢ 信号太强时会造成接收机饱和或阻塞, 而信号太弱时 又可能被丢失。
➢ AGC电路, 使接收机的增益随输入信号强弱而变化。 ➢ 接收机几乎不可缺少，在发射机或其它电子设备中,
式中Uy0为uc=0时所对应的输出信号振幅, Ux0和Ａg（０）是在uc=0 时输入信号振幅和放大器增益, ｋc和ｋｇ皆为常数, 表示均为线性控 制。
若低通滤波器对于直流信号的传递函数 Ｈ（s）＝１, 当误差信号 ue＝０时, 由图7-1可写出UR 和Uy0、Ｕx0之间的关系。
即 ：UR=k2k3Uy0=k2k3Ag(0)Ux0
通信电子线路第7章 反馈控制电路
第 7 章 反馈控制电路
自动增益控制电路AGC 自动频率控制电路AFC 自动相位控制电路PLL——锁相环 频率合成技术
2020/12/13
2
为什么引入反馈控制电路
放大器、 振荡器、 调制器和解调器等功能电路可 组成完整的通信系统, 但系统性能不一定完善。
如, 在AM接收机中, 天线接收信号的强度往往由 于电波传播原因会有较大的起伏变化, 导致放大器 输出信号时强时弱不规则变化, 有时造成阻塞。
2020/12/13
11
当：Ux≠Ux0且保持恒定时, 环路经自身调节后达到新的 平衡状态,
这时的误差电压为： ue∞=kb (ＵR-k2k3Ｕy∞)
又： uy∞=［Ag(０)+kbk1 ue∞］Ux
从以上两式可知, ue∞≠0, 由于：Ux ≠ Ux0, 同时Ｕy∞ ≠Ｕy0, 即AGC电路是有电平误差的控制电路。 式中:k2、k3和kb均为比例系数。
2020/12/13
5
反馈控制电路的类型
自动增益控制(Automatic Gain Control）
——AGC：控制输出信号大小 。
自动频率控制(Automatic Frequency Control）
——AFC ：维持工作频率稳定。
自动相位控制(Phase Locked Loop，锁相环）
——PLL：锁定相位。
2020/12/13
9
3.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, 因此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（例 如普通调幅波的包络变化）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和上限截止频率, 使环路对高于截 止频率的调制信号的变化无响应, 而仅对低于截止频率 的缓慢变化的信号才有控制作用。也就是说，环路截止 频率必须低于调制信号的最低频率，才不会出现反调制。 环路带宽取决于低通滤波器的截止频率。
2020/12/13
10
Leabharlann Baidu
4.控制过程说明
设输出信号振幅Uy与控制电压Uc的关系为
Uy = Uy0+kcuc=Uy0+Δ Uy 根据：Uy =Ａg (uc) Ux 得到：Uy =Ag(uc)Ux =［Ag(0)+kguc］Ux 其中：Ag(uc) = Ag (0)+ kguc 又有：Uy0= Ag (0) Ux0
自动增益控制电路也有广泛的应用。
2020/12/13
7
7.1.1 AGC电路工作原理与指标性能 1.电路组成框图
峰值 检波
低通滤波
AGC电路原理框图
通过环路的反馈控制，使输入信号 ui 幅度增大或减小
时，输出信号 u0 幅度保持恒定或仅在很小的范围内变
化。
2020/12/13
8
2.误差信号提取过程
设ｍo是AGC电路限定的输出信号振幅最大值与最小值之比（输出
动态范围） 即
2020/12/13
m0
U y max U y m in
13
ｍi为AGC电路容许的输入信号振幅的最大值与最小值之比（输
入动态范围）,
即：
mi
U x max U x min
若： m m 0 i U U y xm m a ax x//U U x ym m iin nU U y ym m a ix n//U U x xm m a in xA A g g m m a in xn g
2020/12/13
12
5. 动态范围
AGC电路的目的是利用电压误差信号ue去消除输出信号振幅Uy与 理想电压振幅Uy0之间的电压误差。 AGC电路的实际要求，一方面希望输出信号振幅的变化越小越好, 即与理想电压振幅Uy0的误差越小越好； 另一方面也希望容许输 入信号振幅Ｕx的变化越大越好, 也就是说, 在给定输出信号幅值 变化范围内, 容许输入信号振幅的变化越大, 则表明AGC电路的动 态范围越宽, 性能越好。
14
6.响应时间特性
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, 而增益的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, 又不会出现反调制现象, 这就是响应时间特性。
如, 在通信系统中, 收发两地的载频应保持严格同
步, 使输出中频稳定, 而要做到这一点也比较困难。
2020/12/13
3
反馈控制电路原理
反馈控制器对输入xi与反馈信号x0进行比较，检测 出与预定关系之间的差值，产生相应纠正（误差）
信号xe对输出x0进行修正，达到稳定。
2020/12/13
4
图7-1
➢ AGC电路里, 比较参量是信号电压, 采用电压比较器。 ➢ 峰值检波器检出输出信号峰值, 低通滤波器滤去高频
分量, 然后进行直流放大后与恒定参考电平Ur比较, 产生一个误差信号uc。 ➢ uc 控制放大器增益Ag, 当输出Uo 较小时， uc 控制Ag 增大；当输出Uo 较大时， uc 控制Ag减小。 ➢ 通过环路不断地循环反馈, 使输出信号振幅Uo 保持基 本不变或仅在较小范围内变化。