第7章(例题与习题)

第7章 反馈控制电路例题、习题及解答

［补充例题7.1］试画出锁相环路的方框图，并回答以下问题：

（1）环路锁定时压控振荡器的频率0ω和输入信号频率i ω是什么关系？

（2）在鉴相器中比较的是何种参量？

答 （1）环路锁定时压控振荡器的频率0ω和输入信号频率i ω相等，即i ω=0ω；

（2）在鉴相器中比较的是输入信号)(t u i 和压控振荡器输出信号)(t u o 的相位。

［补充例题7.2］画出锁相环路（PLL ）用于鉴频的方框图，并分析其工作原理。

答 用锁相环路可实现调频信号的解调，其原理框图如图所示。

如果将环路的频带设计得足够宽，则压控振荡器的振荡频率跟随输入信号的频率而变。若压控振荡器的电压－频率变换特性是线性的，则加到压控振荡器的电压，即环路滤波器输出电压的变化规律必定与调制信号的规律相同。故从环路滤波器的输出端，可得到解调信号。 ［补充例题7.3］锁相环路频率合成器如图所示，分析输出频率与输入频率的关系。

答：输入信号频率i f ，经固定分频（M 分频）后得到基准频率1f ，把它输入到相位比较器的一端，VCO 输出信号经可预制分频器（N 分频）后输入到相位比较器的另一端，这两个信号进行比较，当PLL 锁定后得到N

f M f i 2=，12Nf f M N f i ==。

［补充习题7.1］ 有哪几类反馈控制电路，每一类反馈控制电路控制的参数是什么，要达到的目的是什么？

解：① 自动增益控制(AGC)电路

参数是可控增益放大器的增益；作用是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。

② 自动频率控制(AFC)电路

参数是频率；作用是用来维持电子设备中工作频率的稳定。

③ 自动相位控制(APC)电路（又称锁相环路PLL ）

参数是相位；作用是实现无频率误差的频率跟踪。

［补充习题7.2］AFC 电路达到平衡时回路有频率误差存在，而PLL 在电路达到平衡时频率误差为0，这是为什么？PLL 达到平衡时，存在什么误差？

解：AFC 电路达到平衡时，回路有剩余频差存在。这是因为，在AFC 电路中，误差信号来自鉴频器，与两个比较频率源之间的频率差成正比。因为环路的控制作用必须存在，所以最终稳定时，两个频率不可能完全相等，存在剩余频差r y ωωω-=∆。而在PLL 电路中，误差信号由鉴相器产生，与两个比较信号的相位差成正比，因此环路锁定时，必有剩余相差，而无剩余频差。

［补充习题7.3］为什么锁相环既能进行调频、又能进行鉴频？既能进行倍频，又能进行分频、混频？为什么对调幅、调频、调相信号均能解调？试说明之。

解：调频是利用了锁相环路中的压控振荡器的输出频率受调制信号控制，此时环路的作用是提高输出调频波的中心频率。

鉴频是将环路设计成调制跟踪状态，则环路的控制电压就是鉴频输出电压。

倍频、分频是利用锁相环路的跟踪特性，在环路中插入特定分频比的分频器（或倍频器），就能实现高精度及高稳定度的倍频（或分频）输出。

混频（这里所指的混频，其输出频率非常稳，可以与本振在同一数量级）是将混频环节加入锁相环路的VCO 与鉴相器之间，利用锁相环的跟踪特性提高混频输入中频的稳定度。