反馈控制电路
反馈控制电路原理详解
如鲁棒控制、自适应控制等，这些 控制策略能够自动适应系统参数变 化和外部扰动，提高系统稳定性。
04
频率响应与滤波器设计
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
频率响应概念及意义
频率响应定义
描述电路或系统对不同频率信号的放大或衰减特性。
意义
反映电路对不同频率信号的传递能力，是评价电路性 能的重要指标。
加强系统维护
定期对电路进行维护和保养，确保电路处于 良好状态，提高其抗干扰能力。
THANKS
感谢观看
02
来自外部环境的干扰，如电磁干扰、电源波动等，可能导致电
路误动作或性能下降。
传输噪声
03
信号在传输过程中受到干扰，如串扰、反射等，影响信号质量
和传输效率。
常见噪声抑制方法介绍
滤波技术
采用滤波器对电路中的噪声进行 滤除，如低通、高通、带通滤波 器等，可有效抑制特定频率范围
的噪声。
屏蔽技术
采用屏蔽罩、屏蔽线等措施，减 少外部电磁干扰对电路的影响。
应用
在通信、音频、图像处理等领域，需根据信号频率特 性选择合适的电路或系统。
滤波器类型选择依据
滤波器作用
允许某一部分频率的信号通过 ，同时抑制其他频率的信号。
通带与阻带
根据需要选择通带（允许通过 的频率范围）和阻带（被抑制 的频率范围）。
滤波器类型
如低通、高通、带通、带阻等 ，根据信号特性和应用需求选 择。
控制对象
被控制的物理量或系统，如温 度、压力、速度等。
比较元件
将测量元件输出的实际值与给 定值进行比较，产生误差信号。
执行元件
根据放大后的误差信号，驱动 控制对象改变其状态或行为。
通信电子线路第7章反馈控制电路
04
CHAPTER
反馈控制电路的实现
反馈元件的选择与设计
反馈元件类型
01
根据电路需求选择合适的反馈元件，如电阻、电容、电感等。
反馈元件参数
02
根据电路性能要求，设计反馈元件的参数，如电阻值、电容值、
电感值等。
反馈元件布局
03
合理安排反馈元件在电路板上的位置，确保信号传输的稳定性
和减小干扰。
反馈控制电路的调试与优化
减小非线性失真
负反馈可以减小放大器内部的 非线性效应，减小输出信号的 非线性失真。
扩展放大器的频带宽度
负反馈可以扩展放大器的频带 宽度，使得放大器在更宽的频 率范围内具有稳定的性能。
提高放大器的输入阻抗和 共模抑制比
适当的负反馈可以增大放大器 的输入阻抗，减小信号源内阻 对放大器性能的影响，同时提 高共模抑制比，增强放大器抑 制共模干扰的能力。
电流负反馈
通过将输出电流的一部分反相后回输到输入端，从而对放 大器的净输入电流进行调节。电流负反馈具有稳定输出电 流、减小输入电阻的作用。
并联负反馈
反馈信号与输入信号并联，对输入电流进行调节。并联负 反馈具有减小输出电阻、提高电流增益的作用。
负反馈对放大器性能的影响
提高放大倍数的稳定性
负反馈可以减小放大倍数的温 度漂移和时间漂移，提高放大 倍数的稳定性。
音频设备
用于音响、麦克风等设备， 提高音质和音效。
02
CHAPTER
负反馈控制电路
负反馈的工作原理
负反馈的工作原理是通过将输出信号的一部分或全部反相后回输到输入端，从而对 放大器的净输入信号进行调节，达到稳定输出、改善性能的目的。
负反馈电路由放大器和反馈网络组成，其中反馈网络通常由电阻、电容、电感等元 件构成。
什么是电路的自动控制和反馈
什么是电路的自动控制和反馈电路的自动控制和反馈电路的自动控制和反馈是指通过某种机制或技术手段，对电路中的信号、电流或电压等进行监测和调节，以实现电路的自动化运行和稳定性。
自动控制和反馈系统在许多电子设备和工业领域中都得到广泛应用，对于提高电路的性能和效率起着至关重要的作用。
一、什么是自动控制和反馈自动控制是指对电路的输入和输出进行实时监测，并根据设定的规则或条件，进行适当的调整和控制的过程。
它通常涉及到传感器、执行器和控制器等组件。
传感器负责感知电路的输入和输出信号，执行器用于对电路进行调节和控制，而控制器则负责根据传感器获取的信息，对执行器进行指令的发出。
反馈是指将电路输出的一部分信号重新引入到电路系统中，与输入信号进行比较，以实现对电路参数的监测和修正。
通过引入反馈，可以使电路在一定程度上自我纠正，从而提高电路的稳定性和可靠性。
同时，反馈还能够根据实际输出结果，调整电路的工作状态，以实现期望的控制效果。
二、自动控制和反馈的应用自动控制和反馈技术在各个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的例子：1. 温度控制：在冰箱、空调等电器设备中，通过温度传感器监测室内温度情况，并根据设定的温度范围来自动调节制冷或制热效果，从而保持室内温度的稳定。
2. 水位控制：在水泵、水箱等设备中，通过水位传感器监测水位高低，并根据设定的水位范围来自动控制水泵的开关，以保持水位在合适的范围内。
3. 光照控制：在灯光系统中，通过光敏传感器感知光照情况，并根据实际需要，自动调节灯光的亮度和色温，以满足不同场景的照明需求。
4. 机械控制：在工业自动化领域中，通过传感器和执行器的组合，对机械设备的运动、速度、位置等参数进行监测和控制，以实现自动化生产线的运行。
5. 音频控制：在音频设备中，通过麦克风和扬声器等组件，对输入音频信号进行采集和处理，并根据实际输出效果进行反馈调节，以实现音频的清晰和音量的合适。
三、自动控制和反馈系统的优势自动控制和反馈系统的应用带来了许多优势，包括但不限于以下几点：1. 提高系统的稳定性和可靠性：通过自动调节和反馈机制，能够及时监测和修正电路的工作状态，以保持电路的稳定性和可靠性。
第7章 反馈控制电路
发生器在这里可看作是一个比例环节, 增益为ｋ1。 若Ux减小而使Uy减小时, 环路
产生的控制信号uc将使增益Ａg增大, 从而使Uy趋于增大。若Ux增大而使Uy增大时, 环路产生的控制信号uc将使增益Ａg减小, 从而使Uy趋于减小。无论何种情况, 通
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
无AGC电 路
有AGC电 路
反馈控制电路
平均值
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
平均值式AGC电压产生电路的缺点：
一有外来信号，AGC就立刻起作用，接收机的增益就因
受控而减小，这对提高接收机的灵敏度是不利的，这一点对微
作用, 故称为延迟ＡＧＣ。 “延迟”二字不是指时间上的延迟。
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第7章 反馈控制电路
实现AGC的方法
(1) 改变发射极电流IE
正向AGC 反向AGC
Au0
p1 p2 Yfe g
Y fe
普通晶体管 反向AGC 正向AGC AGC电路
过环路不断地循环反馈, 都应该使输出信号振幅Uy保持基本不变或仅在较小范围 内变化。
反馈控制电路
8/5/2020 11:03 AM
第具7有章 自反动馈控增制益电控路制电路的超外差式接收机方框图如图所示:
检波器的输出信号包含有直流分量和低频交流分量，其中直流电平 的高低直接说明所接受的信号的强弱，而低频分量则反映出输入调幅波的 包络，经RC低通滤波器取出的直流分量经直流放大器放大后就是AGC电 压，去控制混频、高频放大器的增益，︱UAGC︱大，说明输入信号强， 用︱UAGC︱其控制混频、高频放大器的增益使增益减小；︱UAGC︱ 小，说明输入信号弱，用︱UAGC︱其控制混频、高频放大器的增益使 增益增大，达到自动增益控制的目的。
反馈控制电路
➢ 反馈控制是现实物理过程中的一个基本现象。反馈 控制方法的采用是为了准确地调整某一个系统或单 元的某些状态参数。
如采用反馈控制方法稳定放大器增益是反馈控制在 电子线路领域最典型的应用之一。
➢ 为稳定系统状态而采用的反馈控制系统是一个负反 馈系统。它由下图所示的三部分组成。
输 入 信 号
7.2.1
➢ 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7―8所示。
➢ 频率比较器通常是鉴频器，参考频率ωr与鉴频器的 中心角频率ω0相等。
➢ 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
y y0kcuc
(7―3)
➢ 自动频率控制电路是利用误差信号的反馈作用来控 制被稳定的振荡器频率，使之稳定。误差信号是由 鉴频器产生的，它与鉴频器的两个输入信号频率差 成正比，显然达到最后稳定状态时，两个频率不可 能完全相等，必定存在剩余频差：y r 。
r r(s)
频 率 比 较 器ue 低 通 滤 波 器uc 可 控 频 率 器 件 r 输 出
Kp
U e(s)
H (s)
U c(s)
Kc
r(s) 信 号
图7―8 自动频率控制电路的组成
7.2.2 应用
自动频率微调电路（简称AFC电路）
➢ 图7―9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
0
U im in
Uimax
Ui
图7―5 延迟AGC特性曲线
7.1.3 放大器的增益控制
➢由于高频放大器的谐振增益为：
Au0
p1 p2 Y fe g
反馈 控制电路
6.2.2自动增益控制电路的应用
图6-6所示是具有简单的AGC电路的超外差式收音机的框图。天 线收到的信号经过放大、变频再放大后.进行检波.取出音频信号。此 音频信号的大小将随着输入信号强弱的变化而变化。
第6章反馈控制电路
6.1概述 6.2自动增益控制电路 .3自动频率控制电路 6.4自动相位控制环路 6.5反馈控制电路的制作、调试和检测
6.1概述
6 .1.1自动振幅控制原理
自动振幅控制电路通常称为自动增益控制电路。它主要用于接 收机中.使整机在输入振幅变化时保持输出电压振幅不变。自动振幅 控制电路的被控量是电压振幅.在反馈控制器中必须进行振幅比较.利 用误差量去对输出振幅进行调整。图6-2所示是自动振幅控制电路组 成方框图.可控增益放大器是环路的被控对象.它的输入量ui(不是控制 环路的输入量uR)与输出量uo的关系是
第一节 儿童律动、歌表演、集体舞的创编
三、儿童集体舞 集体舞是一种有多数人表演的舞蹈，是在短小歌曲和乐曲的 伴奏下，按照一定的位置队形，做共同或不同的舞蹈动作的 舞蹈形式，舞蹈时力求动作和谐一致。集体舞的形式通常是 单圈或双圈，也有多圈或三人一组、四人一组。集体舞主要 是培养儿童在音乐伴奏下改换队形，动作整齐协调及表现统 一思想感情的能力，有利于培养儿童集体主义观念。 集体舞是幼儿园舞蹈教学的主要形式之一，具有一定的灵活 性。表演时人数可多可少，通常以班级或小组为单位进行， 或有指定的队形和规定的位置。由于舞蹈动作能够引起儿童 的学习兴趣和情绪，且全体儿童都能有机会参加表演，所以 通过表演集体舞，每个儿童的表演能力都能从中得到发挥和 表现。
第9章反馈控制电路
v ( t ) V cos[ t ( t )] V cos[ ( t )] o om o 0 o om o
统一参考相位：一般两信号的频率是不同的。为了便于 比较，现统一以VCO 的自由振荡相位 o 0 t 为参考 输入信号相位可改写为：
( t ) ( ) t ( t ) t ( t ) 式中：1 i 0 o 0 i 0 i
vFM i
混频器
e
中频 放大器
低通 滤波器
kv
o
压控 振荡器
§6-2 自动相位控制电路（锁相环路PLL）
一、基本组成
鉴相器的输出信号vd(t) 是输入信号vi(t)和压控振荡器输出 信号vo(t)之间相位差的函数。 vd(t)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vp(t) 。 在vp(t)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。
( t ) t A v ( t ) dt t ( t )
t o o 0 o 0p o 0 2
▼
时域模型：
v P (t ) v P (t )
Ao
Ao
1
2 (t )
p
2 (t )
p
4、PLL的相位数学模型与环路方程
原理方框图
1 (t )
( t ) ( t ) ( t ) e 1 2
PLL环路的非线性微分方程。
d ( t ) d ( t ) e 1 K H ( p ) sin ( t ) 0 P F e dt dt
d ( t ) d ( t ) e 1 K H ( p ) sin ( t ) 0 讨论： P F e dt dt
第8章反馈控制电路
式中，τ1=(R1+R2)C， τ2=R2C，R1>> R2。与RC积分滤波器不 同的是，当频率很高时，F(jΩ)|Ω→∞=R2/(R1+R2)是电阻的分压 比，这就是滤波器的比例作用。
第8章 反馈控制电路
无源比例积分滤波器 的频率特性
从相频特性上看，当频率很高时有相位超前校正的作用， 可以 改善环路的稳定性。
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： AGC处于解调以后，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。
基带AGC: 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。
第8章 反馈控制电路
三 AGC的性能指标
1. KV（可控放大器的增益）：
y r时，应该减小振荡频率
因为此时uc 0,所以KC为负值
第8章 反馈控制电路
2.鉴频特性
斜率为Kd
第8章 反馈控制电路
3.无偏差的AFC特性 假设低通滤波器的传 输系数为1，即误差电 压等于控制电压
y0 r时
第8章 反馈控制电路
4.有偏差的AFC特性
y0 r时
稳定频差：
1 Kd Kc
ωy=ωy0+Kcuc 其中ωy0是控制信号uc=0时的振荡角频率，称为VCO的固有振 荡角频率，Kc是压控灵敏度。
注意：环路锁定时，ωy固定不变，但是不等于ωr，还有 剩余频差Δω＝|ωy－ωr|，否则无控制信息。
第8章 反馈控制电路
二 AFC电路特性分析
1.VCO的压控特性 y y0 KCuc
说明：1。由于PD的存在，锁相环只对相位进行比较。 2。锁相环是靠剩余相差进行工作（无剩余频差） 3。系统为相位负反馈环路。
电路中的反馈控制与稳定性分析
电路中的反馈控制与稳定性分析反馈控制是电路设计中的重要概念，它可以帮助电路实现稳定的工作状态。
在电路中引入反馈，可以根据输出信号对输入信号进行调整，以达到我们期望的工作效果。
本文将探讨电路中的反馈控制与稳定性分析。
首先，我们来介绍反馈控制的基本概念。
电路中的反馈控制是指将一部分输出信号作为输入信号的参考，用来调节输入信号的大小或方向，以实现对电路工作状态的控制。
一般来说，反馈可以分为正反馈和负反馈两种。
正反馈是指输出信号与输入信号的相位一致，即输出信号会增强输入信号的变化。
在正反馈电路中，输入信号经过放大之后，输出信号又作为输入信号的一部分进行放大，使得输出信号的幅值逐渐增大，从而引起系统不稳定的问题。
因此，在实际电路设计中，正反馈往往需要通过其他方式来抑制其不稳定性。
相反，负反馈是指输出信号与输入信号的相位相反，即输出信号会抑制输入信号的变化。
在负反馈电路中，输出信号的一部分会与输入信号进行比较，根据比较结果调整输入信号的大小或方向。
这种调节可以使电路的工作状态更加稳定，因为输出信号的变化会被抑制，从而减小系统的波动。
稳定性是衡量电路工作状态稳定性的重要指标。
在电路中引入反馈可以提高电路的稳定性。
通过负反馈，我们可以将输出信号与期望信号进行比较，并根据比较结果对输入信号进行调节，使得输出信号逐渐趋近于期望信号。
在这个过程中，我们可以通过稳定性分析来评估电路的稳定性。
稳定性分析是指通过对电路的数学建模和分析，来判断电路是否稳定或者在何种条件下能够实现稳定。
常用的稳定性分析方法有极点分析法、频率响应法等。
通过这些方法，我们可以分析电路的传递函数和极点位置，从而得出电路的稳定性。
值得注意的是，在电路设计中，我们经常会遇到稳定性问题。
例如，在放大器中，如果稳定性设计不当，可能会出现震荡现象，导致输出信号不稳定。
因此，在电路设计过程中，我们需要充分考虑反馈控制的稳定性，并采取相应的措施来保证电路的稳定工作。
反馈控制电路
震荡频率
we0 鉴频器旳中心角频率
vi t
i
ve t
混频器
eo
差频 放大器
限幅 鉴频器
对象
vd t
vo t
压控振荡器 vc
VCO
t
放大器
w we we we0 0 vd 0 vc 0 w0 wr o
vd vc 0 wi w0 we0 这时环路不工作 w0 wi we0
用作图法显示环路锁定时旳△Weo∞
2.捕获带 若起始频差很大，环路原先是失锁旳，当起始频差减小到△Weo3 两线切于N/点，不稳定旳，环路肯定转移到M//点上稳定下来，
这表白△Weo3是环路能从失锁进入锁定旳最大允许旳起始频差，叫捕获带
Wp Weo3 同步带不小于捕获带
2.应用 • （1）自动频率微调电路
（接受与发射旳频率微调、调频接受旳解调、 扫频电路等）
调幅输入 混频器
中频 放大器
包络 检波器
压控 振荡器
放大和 低通滤波器
限幅 鉴频器
具有自动频率微调电路旳调幅接受机
利用鉴频将偏离额定中频旳频率误差变换成电压，控制VCO旳振荡频率，使偏离于额定 中频旳频率误差减小。
当环路锁定时，接受机旳输入调幅信号旳载波频率和VCO振荡频率之差接近于额定中 频，这么能够降低中频旳带宽、提升接受机旳敏捷度和选则性
vc t A0 0t
p
VCO电路模型
w0 wr 0 vc
压控特征
• 3.环路低通滤波器 Loop Lowpass Filter
作用：滤除鉴相输出电流中旳无用频率分量及其他干扰分量，到达环路所要求旳
性能，并确保环路旳稳定性。
电路中的反馈与控制系统分析
电路中的反馈与控制系统分析电路中的反馈与控制系统是电子工程学的重要内容之一。
它涉及了电路的稳定性、频率响应以及系统的动态特性等方面。
本文将对电路中的反馈与控制系统进行详细的分析。
一、反馈系统的概念及分类反馈系统是指将输出信号的一部分或全部再次输入到系统中进行比较和修正的系统。
根据输入与输出信号之间的关系，反馈系统可分为正反馈系统和负反馈系统。
正反馈系统的特点是输出信号与输入信号在相位上一致，容易引起系统失控和振荡。
负反馈系统则通过将一部分输出信号反馈到输入端，实现自动控制和稳定性的提高。
二、负反馈系统的结构与作用负反馈系统的基本结构包括一个前向路径和一个反馈路径。
其中，前向路径将输入信号经过电路处理后得到输出信号，反馈路径将一部分输出信号反馈到输入端进行比较和修正。
负反馈系统可以实现以下几个功能：1. 提高系统的稳定性：通过将一部分输出信号反馈到输入端，负反馈系统能够有效抑制系统的不稳定性，使得系统更加稳定可靠。
2. 扩展系统的频率响应：负反馈可以提高系统的频率响应范围，使得系统能够处理更高频率的输入信号。
3. 减小非线性失真：负反馈系统能够减小电路中的非线性失真，提高系统的线性度。
4. 抑制噪声：通过将噪声信号进行反馈，负反馈系统可以减小噪声对系统性能的影响。
三、电路中的反馈类型电路中常见的反馈类型主要包括电压反馈和电流反馈。
1. 电压反馈：电压反馈是指将输出电压的一部分反馈到输入端进行比较和修正的过程。
电压反馈可以分为串联反馈和并联反馈两种形式。
串联反馈是将输出电压与输入电压进行比较，而并联反馈则是将输出电压与输入电流进行比较。
2. 电流反馈：电流反馈是指将输出电流的一部分反馈到输入端进行比较和修正的过程。
电流反馈可以分为串联反馈和并联反馈两种形式。
串联反馈是将输出电流与输入电流进行比较，而并联反馈则是将输出电流与输入电压进行比较。
四、电路中的控制系统在电路中，控制系统起着重要的作用。
电路中的控制系统主要包括比例控制、积分控制和微分控制。
什么是电路中的反馈控制和自动调节
什么是电路中的反馈控制和自动调节电路中的反馈控制和自动调节电路中的反馈控制和自动调节是指通过引入反馈信号来实现对电路的动态稳定和参数调节的方法。
在电路设计和控制系统中，反馈控制和自动调节是非常重要的概念，能够有效改善电路性能和稳定性。
一、反馈控制的原理及作用反馈控制是指从电路输出端引出一部分信号，并将其与输入信号进行比较，通过误差信号来控制电路的工作状态。
这种反馈机制可以实现对电路输出的监测和控制，使得电路能够对外界环境变化做出反应，并自动调整工作状态，以保持电路的稳定性和性能。
通过引入反馈控制，可以实现以下几个方面的作用：1. 改善电路的稳定性：引入反馈信号可以使电路对外界扰动具有更好的抑制能力，能够抵消电路中噪声和误差引起的影响，提高电路的稳定性。
2. 扩大电路的带宽：反馈控制可以减小电路的增益，避免幅频特性曲线的陡峭下降，使得电路具有更大的带宽，能够传输更宽频率范围的信号。
3. 提高电路的线性度：反馈控制可以通过减小非线性元件的非线性特性，提高整个电路的线性度，使得信号的输出与输入之间更加一致。
4. 抑制电路的漂移：反馈控制可以校正电路的偏置点和参数，抑制电路的漂移，使得电路的工作点更加稳定和可靠。
二、自动调节的原理及应用自动调节是指通过反馈控制，根据输入信号和输出信号之间的差异，自动调整电路的参数和工作状态，使得输出能够达到期望的目标。
在电路中，自动调节常用于以下几个方面：1. 自动增益控制：通过监测电路输出的幅度和输入信号的幅度之间的差异，自动调节电路的增益，使得输出信号的幅度恒定，适应信号强弱变化。
2. 自动频率调节：根据输入信号的频率和输出信号的频率之间的差异，自动调节电路的频率响应特性，使得输出信号能够准确地跟随输入信号的频率变化。
3. 自动偏置控制：通过监测电路的工作点和目标工作点之间的差异，自动调节电路的偏置点，使得电路能够工作在最佳状态下，提高性能和稳定性。
4. 自动稳定控制：在反馈控制的基础上，通过调节电路的参数和工作状态，使得电路的输出能够稳定在期望的数值范围内。
通信电子线路第7章 反馈控制电路
Uc(s)
Kc
r(s) 信 号
AFC工作原理框图
ue (y r)
2020/4/24
输 出 振 荡 频 率 ： yy 0 K c u c
27
7.2.2 AFC 电路的主要性能指标
1. 暂态和稳态响应
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：
y y0kcuc
由图可得AFC电路的闭环传递函数
2020/4/24
10
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
荡频率使之中心频率稳定。
2020/4/24
31
7.3 自动相位控制电路——锁相环路
锁相环路的基本工作原理 锁相环的性能分析 单片集成锁相环路 锁相环的应用
2020/4/24
32
锁相环路的基本工作原理
锁相环路也是一种以消除频率误差为目的的反馈 控制电路。但它的基本原理是利用相位误差电压 去消除频率误差, 所以当电路达到平衡状态之后, 虽然有剩余相位误差存在, 但频率误差可以降低到 零, 从而实现无频差的频率跟踪和相位跟踪。 而 且, 锁相环还具有可以不用电感线圈、易于集成化、 性能优越等许多优点, 因此广泛应用于通信、雷达、 制导、导航、仪表和电机等方面。
增益动态范围和响应时间是AGC电路的两个主要性能指标。
2020/4/24
15
例7.1 某接收机输入信号振幅的动态范围是62dB, 输出信号振幅 限定的变化范围为30%。若单级放大器的增益控制倍数为20dB, 需要多少级AGC电路才能满足要求？
自动增益控制电路AGC
Rb1
uBE
Cb Rb2 Ce
uBE
R1 Cb Rb2 R1 Re -UAGC
(b)
uBE
Cb Rb2 Ce
2G210
Re
Ce
Re
R1 -UAGC
+UAGC
(a)
(c)
(a)反向AGC (b)反向AGC (c)正向AGC 图5-1-4 改变IE的AGC电路
18
2 . 改变放大器的负载(集成电路) 改变放大器的负载 RL 是在集成电路组成的接收机中 常用的实现AGC的方法。 由于放大器的增益与负载密切相关，因此通过改变负 载就可以控制放大器的增益。在集成电路中，受控放大 器的部分负载通常是晶体管的发射极输入电阻（发射结 电阻），若用AGC电压控制管子的偏流，则该电阻也随着 改变，从而达到控制放大器增益的目的。
12
二、AGC的控制实现方法:
高放、中放的增益: Auo=p1 p2|yfe| / g
∑
其中, p1 p2 是接入系数，|yfe|是晶体管的正向传 输导纳，g∑是负载电导。|yfe|与IEQ成正比，即 |yfe|∝IEQ或ß ∝IEQ。 可见，控制 Auo的方法有两种：
1.改变发射极电流IEQ； 2.改变放大器的负载，使g∑随增益而变化。
8
自动频率控制电路(AFC)，又称自动频率微调电路， 它利用反馈控制量自动调节振荡器的振荡频率，使振 荡器稳定在某一预期的标准频率附近，主要用于电子 设备中稳定振荡器的振荡频率。
锁相环（PLL）：实现无频差的频率控制。
9
扰动
输入量 （参考信号）
XI
比较部件
XF
Xe
控制部件
控制对象 （受控对象）
输出量
反馈控制电路
路是一种无误差旳频率跟踪系统(存在相位误差)。
i
Ui
ji(t)
Uo
o
jo(t)
环路失锁情况
o>i i
Ui
j0(t)
环路锁情况o=i
o =i
Uo
图6-1-11 用旋转矢量阐明锁相环路旳控制过程
6.2.1 基本环路方程
一、鉴相器
其作用是检测出两个输入电压之间旳瞬时相位差，
应用。
6-1 概述
在多种通信、雷达等电子系统中，广泛地采用多 种类型旳反馈控制电路。
参照信号
Xi
误差信号
反馈控制器 Xe (误差元件)
对象 (执行元件)
输出信号 Xo
图 6-1-1 反馈控制电路基本构成框图
6-1 概述
参照信号
Xi
误差信号
输出信号
反馈控制器 Xe (误差元件)
对象 (执行元件)
Xo
自动相位控制电路(APC)。需要比较旳量为
相位，误差元件多为鉴相器，执行元件也是受控 振荡器，经过变化振荡器电抗参数来锁定振荡器 输出信号旳相位。作用是使振荡器输出信号旳相 位稳定。APC电路能够实现无频率误差跟踪。 自动相位控制电路又称锁相环路(PLL)，是一种 应用很广旳反馈控制电路，利用锁相环路能够实 现许多功能，例如实现无误差频率跟踪、频率合 成器等。
jjoo((t)t)
jjo(ot()t)
图 7-2-5 锁相环路模型
je
(t)
ji
(t)
j
o
(t)
ji
(t)
Ad
Ao
AF
(
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1 p
反馈控制电路的应用
• 7.1.1 自动增益控制的工作原理
• 自动增益控制系统输出信号幅度的稳定是依靠将输出信号的变化，用 负反馈电路反馈到系统中的某部分，改变其增益来获得的。
• 自动增益控制电路组成如图7-1 所示。它的反馈控制器由振幅检波器、 直流放大器和比较器组成，而对象就是可控增益放大器。图中，可控 增益放大器用于放大输入信号ui，输出信号uo 的增益受到比较器输出 的误差电压Uc 的控制。
• 7.2.1 工作原理
• 自动频率控制电路的组成框图如图7-5 所示，它由鉴频器、低通滤波 器和压控振荡器组成。
• 在电路中控制对象是压控振荡器（VCO），它的振荡频率受误差电 压控制，反馈控制器是由鉴频器以及放大和低通滤波器构成，它由输 入的标准频率与由压控振荡器（VCO）输出的振荡频率在鉴频器中 进行比较。在鉴频器中，将频率误差变换成相应电压，经放大和低通 滤波，输入压控振荡器形成环路。
• 7.2.2 应用实例
• 自动频率控制电路广泛用作接收机和发射机中的自动频率微调电路。 图7-6 所示为采用AFC 电路的调幅接收机的组成框图。
第7 章 反馈控制电路的应用
• 7.1 自动增益控制电路 • 7.2 自动频率控制电路 • 7.3 自动相位控制电路（锁相环路） • 7.4 频率合成器 • 7.5 技能训练7：接收部分的联试实训 • 7.6 技能训练8：发送部分的联试实训 • 7.7 技能综合训练：收音机整机装配实训
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7.1 自动增益控制电路
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7.1 自动增益控制电路
• Uc 来自放大器输出的交流信号uo 经振幅检波器变换成直流信号，通 过直流放大器的放大，在比较器中与输入信号的参考电平UR相比较 产生的直流电压。可见图7-1 所示的电路构成了一个闭合环路，这种 控制是通过改变受控放大器的静态工作点电流值来控制增益的。
反馈控制电路(共162张PPT)
第8章 反馈控制电路
8．３自动增益控制电路
在通信、导航、遥测遥控系统中, 由于受发射功率大小、 收发距离远 近、电波传播衰落等各种因素的影响, 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。如果接收机增益不变, 则信号 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。因此, 必须 采用自动增益控制电路, 使接收机的增益随输入信号强弱而变化。 这是接 收机中几乎不可缺少的辅助电路。在发射机或其它电子设备中, 自动增益 控制电路也有广泛的应用。
第8章 反馈控制电路
8.3.1工作原理
自动增益控制电路是一种在输入信号幅值变化很大的情况下, 通过调节可控增益放大器的增益, 使输出信号幅值基本恒定或仅 在较小范围内变化的一种电路, 其组成方框图如图8．3．1所示。
设输入信号振幅为Ux, 输出信号振幅为Uy, 可控增益放大器增 益为Ａg（uc）, 即其是控制信号uc的函数, 则有：
第8章 反馈控制电路
２. 跟踪特性
利用误差传递函数Ｔe（ｓ）, 在给定参考信号Ｒ（ｓ）作用 下, 求出其误差函数Ｅ（ｓ）, 然后作拉氏反变换, 即可求得误差 信号ｅ（ｔ）, 这就是跟踪特性。也可利用拉氏变换的终值定理 求得稳态误差值:
es= lim e(t)lim sE (s)
i
i
３.
利用拉氏变换与傅氏变换的关系, 将闭环传递函数Ｔ（ｓ） 和误差传递函数Ｔe（ｓ）变换为Ｔ（jω）和Ｔe（jω）, 即为闭 环频率响应特性和误差频率响应特性。
由此可见, 反馈控制电路在这种工作情况下, 可以使输出信号y(t)稳定 在一个预先规定的参数上。
第8章 反馈控制电路
２. 参考信号ｒ（ｔ）
由于ｒ（ｔ）变化, 无论输入信号ｘ（ｔ）或可控器件本身特性 有无变化, 输出信号ｙ（ｔ）一般均要发生变化。从ｙ（ｔ）中提 取所需分量并经反馈后与ｒ（ｔ）比较, 如果二者变化规律不一致 或不满足预先设置的规律, 则将产生误差信号, 使 ｙ（ｔ）向减小误 差信号的方向变化, 最后使ｙ（ｔ）和ｒ（ｔ）的变化趋于一致或 满足预先设置的规律。
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第 7 章 反馈控制电路
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7.1.2 增益控制电路
1. 控制晶体管发射极电流实现增益控制 Au gm
gm ＝ IE / UT
通常将控制电压 加至基极或发射极
AGC 放大电路
当信号电压↑,使 -UC↓，则IE ↓, gm ↓, Au ↓
第 7 章 反馈控制电路 2. 差分放大器增益控制电路
t
0 uc (VtC)dOt的控制特性
o (t ) Ao
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。
第 7 章 反馈控制电路
7.2.1 工作原理
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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
第 7 章 反馈控制电路
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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（PLL） 7.4 频率合成器 本章小结
第 7 章 反馈控制电路
引言
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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 又称自动电平控制电路，简称AGC，用 于控制输出信号大小。
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。
第 7 章 反馈控制电路
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7.3 锁相环路（PLL）
主要要求：
掌握PLL的作用、基本组成和工作原理 了解PLL的数学模型 了解PLL的捕捉与跟踪 了解集成PLL及其应用
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通过改变对管的 电流分配比、负 反馈深度、恒流 源电流等来实现 对增益的控制。
ic1 = ic2 + ic3
Ui一定时，则 ic1 一定。 若Uc↑，则 ic2↑→ ic3↓→输出电压↓，Au↓。
利用Uc控制ic2 和 ic3的分配比来实现增益控制
第 7 章 反馈控制电路
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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。
第 7 章 反馈控制电路 具有延迟式AGC 的调幅接收机框图
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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
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。
以ωo0为参考的输入
信号瞬时相位。
环路输入电压ui(t)为 其相位可改写为
ui (t) Uim sin(wi t)
wi t wo0t (wi wo0 )t wo0t i (t)
则ui(t)与uo(t) 之间的瞬时相位差为
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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。
第 7 章 反馈控制电路
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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
一、AGC的组成、工作原理与作用
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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在很小的范围内变化
第 7 章 反馈控制电路
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二、AGC的应用
是高性能接收机的重要辅助电路
具有简单AGC 的调幅接收机框图 可控增益放大器
第 7 章 反馈控制电路
7.3.1 锁相环路基本原理
链接本章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。
第 7 章 反馈控制电路
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。
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。
第 7 章 反馈控制电路
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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
具有AFC 的调幅接收机框图
e (t) i (t) o (t)
设鉴相器具有正弦鉴相特性，则
uD (t) Ad sine (t)
第 7 章 反馈控制电路
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二、压控振荡器(VCO)
在uc = 0 附近，控制特性近似线性：
wo (t) wo0 Aouc (t)
Ao是控制灵敏度（增益系数），
以ω(单to0)为位参r考0tawd的/o瞬(s(时tV)相d)t位ow(t)o为0 Ao
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。
第 7 章 反馈控制电路
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7.3.2 锁相环路的数学模型
一、鉴相器(PD)
设压控振荡器的输出电压为 uo (t ) Uom coswo0t o (t
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VCO 。
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。
第 7 章 反馈控制电路 具有AFC 的调频发射机框图
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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
自动频率控制电路 简称AFC，用于维持工作频率稳定。
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。
第 7 章 反馈控制电路
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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。
第 7 章 反馈控制电路
7.1.1 自动增益控制电路的作用