反馈控制电路

图 8-2 具有AGC电路的接收机组成框图
一、工作原理 自动增益控制电路的作用：当输入信号电压变化很大时，
保持接收机输出电压恒定或基本不变。具体地说，当输入信 号很弱时， 接收机的增益大，自动增益控制电路不起作用； 而当输入信号很强时，自动增益控制电路进行控制，使接收 机的增益减小。这样，当接收信号强度变化时，接收机的输 出端的电压或功率基本不变或保持恒定。
三、AGC的性能指标 1． 动态范围 对AGC电路的实际要求是，一方面希望输出信号振幅的变化
越小越好，即要求输出电压振幅的误差越小越好；另一方面也希 望允许输入信号振幅的变化范围越大越好。因此，AGC的动态范 围是在给定输出信号振幅变化范围内，允许输入信号振幅的变化 范围。由此可见，AGC电路的动态范围越大，性能越好。例如， 收音机的AGC指标为：输入信号强度变化26 dB时，输出电压的 变化不超过5 dB。在高级通信机中，AGC指标为输入信号强度变 化60 dB时，输出电压的变化不超过6 dB；输入信号在10 μV以下 时，AGC不起作用。
n v 称为增益动态范围，通常用分贝数表示。 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。
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8-5所示。
图 8-5 延迟AGC特性曲线
当输入信号Ui小于Uimin时，反馈环路断开，AGC不 起作用，放大器Kv不变，输出信号Uo与输入信号Ui成线 性关系。当Ui大于Uimin后，反馈环路接通，AGC电路才 开始产生误差信号和控制信号，使放大器增益Kv有所减 小，保持输出信号Uo基本恒定或仅有微小变化。这种 AGC电路由于需要延迟到Ui＞Uimin之后才开始起控制作 用，故称为延迟AGC。但应注意，这里“延迟”二字不
比(输出动态范围)，即
mo
U omax U omin
(8-2)
mi为AGC电路限定的输入信号振幅最大值与最小值之比(输入
动态范围)，即： 则有：
mi
U imax U imin
(8-3)
m m o i U U o im m //U U aa io x m x m iU n U in o om m //U U a iiin m m x a in K K x v vm m n a iv n x(8-4)
3) 自动相位控制(Automatic Phase Control，简称APC)， 又称为锁相环路(Phase Locked Loop，简称PLL)，它用于锁 定相位，能够实现许多功能，是应用最广的一种反馈控制电 路。
反馈控制电路的组成如图8-1所示，由比较器、控制信 号发生器、可控器件和反馈网络四部分组成一个负反馈闭 合环路。
二、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Ur＝0。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8-4为简单AGC的特性曲线。
Uo 无AGC
有AGC
是指时间上的延迟。
图8-6是一延迟AGC电路。二极管VD和负载R1C1组成 AGC检波器，检波后的电压经RC低通滤波器，供给AGC 直流电压。另外，在二极管VD上加有一负电压(由负电源 分压获得)，称为延迟电压。
工作原理：
图 8-6 延迟AGC电路
3． 前置AGC、后置AGC与基带AGC 前置AGC是指AGC处于解调以前，由高频(或中频)信号 中提取检测信号，通过检波和直流放大，控制高频(或中频) 放大器的增益。 后置AGC是从解调后提取检测信号来控制高频(或中频) 放大器的增益。由于信号解调后信噪比较高，AGC就可以对 信号电平进行有效的控制。 基带AGC是整个AGC电路均在解调后的基带进行处理。 基带AGC可以用数字处理的方法完成，这将成为AGC电路的 一种发展方向。
自动增益控制电路的组成：
图 8-3 自动增益控制电路框图 在AGC电路中，比较参量是信号电平，所以采用电压比较 器。反馈网络由电平检测器、低通滤波器和直流放大器组成。
自动增益控制电路的工作原理：
电平检测器检测出输出信号振幅电平(平均电平或峰值电 平)，滤除不需要的较高频率分量，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ue。这个误差信号ue通过 控制信号发生器去控制可控增益放大器的增益。当Ui减小而使 输出Uo减小时，环路产生的控制信号uc将使增益Kv增加，从而 使Uo趋于增大；当Ui增大而使输出Uo增大时，环路产生的控制 信号uc将使增益Kv减小，从而使Uo趋于减小。无论何种情况, 通过环路的不断地循环反馈，会使输出信号振幅Uo保持基本不 变或仅在较小范围内变化。
反馈控制电路
反馈控制是现代系统工程中的一种重要技术手段。根据 控制对象参量的不同，反馈控制电路可以分为以下三类：
1) 自动增益控制(Automatic Gain Control简称AGC)，它 主要用于接收机中，以维持整机输出恒定，几乎不随外来信 号的强弱变化。
2) 自动频率控制(Automatic Frequency Control，简称 AFC)，它用来维持电子设备中工作频率的稳定。
图 8-1 反馈控制系统的组成
根据输入比较信号参量的不同，图中的比较器可以是电 压比较器、频率比较器(鉴频器)或相位比较器(鉴相器)三种， 所以对应参考信号可以是电压、频率或相位参量。可控器件 的可控制特性一般是增在接收机中，自动增益控制电路的必要性。 具有AGC电路的接收机组成框图。
Ui
图 8-4 简单AGC特性曲线
简单AGC电路的优点是线路简单，在实用电路中不需要电 压比较器；主要缺点是，一有外来信号，AGC立即起作用，接 收机的增益就受控制而减小。这对提高接收机的灵敏度是不利 的，尤其在外来信号很微弱时。所以简单AGC电路适用于输入
设mo是AGC电路限定的输出信号振幅最大值与最小值之