第8章 反馈控制电路
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。
《高频反馈控制电路》课件
为了解决非线性失真问题，可以采取一系列措施，如优化电路设计、减小信号幅度、选择合适的元件等。此外，在电路设计中考虑非线性抑制也是解决非线性失真问题的有效方法。
06
高频反馈控制电路的发展趋势与展望
新型高频反馈控制电路的研究方向：随着技术的不断发展，新型高频反馈控制电路的研究也在不断深入。目前的研究方向主要包括采用新型材料、优化电路设计、提高工作频率等方面。
详细描述
线性度是指高频反馈控制电路在一定工作范围内，输出与输入之间的线性关系。线性度好的电路，其输出与输入成比例关系，能够更好地实现信号的传输和处理。线性度对于保证信号的真实性和准确性至关重要，特别是在高精度和高稳定性的应用中。
VS
噪声性能是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标之一，它反映了电路对噪声的抑制能力。
高频反馈控制电路的组成
输入阻抗
输入灵敏度
输入噪声
输入带宽
01
02
03
04
描述输入端对信号源的电阻抗特性，影响信号源的输出电压。
输入电压变化与输入电流变化的比值，表示电路对微弱信号的响应能力。
输入端产生的随机电信号，影响电路性能和稳定性。
输入部分对信号频率的响应范围，限制了电路处理信号的频率范围。
总结词
带宽增益乘积是指高频反馈控制电路在一定带宽内的增益与工作频率的乘积。该指标用于评估电路在不同频率下的增益表现，是衡量电路性能的重要参数。在高频应用中，带宽增益乘积的大小直接影响到电路的动态响应和信号处理能力。
详细描述
总结词
线性度是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标，它反映了电路输出与输入之间的关系。
详细描述
噪声性能是指高频反馈控制电路在工作过程中，对内部和外部噪声的抑制能力。噪声性能好的电路能够有效抑制噪声干扰，提高信号的信噪比，从而保证信号传输和处理的准确性。噪声性能对于高频反馈控制电路的可靠性和稳定性具有重要影响。
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
(完整word版)电子电路基础版
通信电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。
硅和锗的共价键结构。
（略）1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子（－）•空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。
•N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。
如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。
载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。
o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。
如：硼；铝使空穴大大增加原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。
B──＋3价载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由B提供的空穴──数量多。
o空穴──多子o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子；P型半导体中的多数载流子为空穴。
§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。
2、PN结的结构分界面上的情况：P区：空穴多N区：自由电子多扩散运动：多的往少的那去，并被复合掉。
留下了正、负离子。
（正、负离子不能移动）留下了一个正、负离子区──耗尽区。
由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。
方向：N--> P大小：与材料和温度有关。
（很小，约零点几伏）漂移运动：由于内建电场的吸引，个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。
反馈控制
6.2 反馈控制基础在电路中一般有一个输入量和输出量。
输出或输入可以是电压或电流。
输出与输入之比称为电路的增益。
控制系统中，被控制量（输出）与控制量（输入）之比通常称为传递函数。
一个控制系统通常有许多中间级，前级的输出往往是后级的输入，而后级的输入作为前级的负载。
因此，系统总的传递函数是各级传递函数的乘积。
如果将系统输出量的部分或全部回输到输入端，对输入信号起作用，这就是反馈控制。
如果反馈信号消弱输入信号，就称为负反馈；如果反馈信号加强输入信号，就称为正反馈。
正反馈会引起电路的不稳定，通常采用负反馈，避免正反馈。
6.2.1 反馈方框图和一般表达式为讨论方便，我们以反馈放大器为例，讨论反馈的一些性质。
为了改善放大器的特性：稳定增益，改变输入输出阻抗，提高抗干扰能力，或稳定输出量，常给放大器引入负反馈。
反馈放大器方框图如图6.12所示。
图6.12中参数定义如下：开环增益G ，或基本放大器增益为do XX G = (6-20)反馈系数H定义为 ofXX H= (6-21) 而闭环增益fG 定义为 io f X X G = (6-22) 因为df i X X X +=，考虑到式(6-1)，(6-2),式(6-3)可以写成 HG G X H G X X G X H X X G X X X G X X G d d d o d d f d d i f +=+=+=+==10 (6-23) 由式(6-23)可见，闭环增益fG与（1+H G ）有关： （1）若H G +1>1,则fG <G ，即引入反馈后，增益减少了，这种反馈称为负反馈。
（2）若H G +1<1,则f G fG >G ，引入反馈以后。
增益增加了，这种反馈称为正反馈。
正反馈虽然使得增益增加，但使放大器工作不稳定，很少应用。
（3）若H G +1＝0,则fG →∞，这就是说，没有输入信号，放大器仍然有输出，这时放大器成了一个振荡器。
高频电子线路教案
高频电子线路教案信息工程学院高频电子线路教案(总页)第 3 讲时间：第 1 周3.1 高频小信号放大器3.1.1 高频小信号放大器工作原理3.1.2 放大器性能分析3.1.3 高频谐振放大器的稳定性3.1.4 多级谐振放大器3.1.5 高频集成放大器3.2 高频功率放大器的原理和特性3.2.1 丙类功放的工作原理3.2.2 高频谐振功率放大器的工作状态3.2.3 高频功放的外部特性3.3 高频功率放大器的高频效应3.4 高频功率放大器的实际线路3.4.1 直流馈电线路3.4.2 输出匹配网络3.4.3 高频功放的实际线路举例3.5 其他高频功放、功率合成器与射频模块放大器 3.5.1 D（丁）类高频功率放大器3.5.2 功率合成与分配器3.5.3 射频模块放大器3.1 高频小信号放大器高频小信号放大器的特点：（1）增益高（2）▲频带选择性好（3）稳定性高（4）噪音系数小3.1.1 高频小信号放大器工作原理3.1.2 放大器性能分析1．晶体管的高频等效电路2．单调谐放大器的性能参数(1) 电压放大倍数K(2) 输入导纳Y i(3) 输出导纳Y o(4) 通频带B 0.707与矩形系数Kr 0.13.1.3 高频谐振放大器的稳定性1．放大器的稳定性分析2. 提高放大器稳定性的方法（1）选择C‘bc比较小的晶体管，使反馈作用减弱（2）在电路设计上采取措施，减小反馈的作用，实现“单向化”▲中和法▲失配法对上一讲的回顾3.2.3 高频功放的外部特性1．高频功放的负载特性2．高频功放的振幅特性3．高频功放的调制特性（1）基极调制特性（2）集电极调制特性4. 高频功放的调谐特性3.5.2 功率合成器与分配器1. 功率合成器的作用2.魔T混合网络（1）合成网络（2）分配网络6.1 振幅调制6.1.1振幅调制信号分析例6-16.1.2 振幅调制电路6.2 调幅信号的解调6.2.1 调幅解调的方法6.2.2 二极管峰值包络检波器6.2.3 同步检波器例 6-26.3 混频6.3.1 混频的概述6.3.2 混频电路6.4 混频器的干扰6.4.1 信号与本振的自身组合干扰6.4.2 外来干扰与本振的组合干扰6.4.3 交叉调制干扰(交调干扰)6.4.4 互调干扰6.4.5 包络失真和阻塞干扰6.4.6 倒易混频总结本章内容简介6.1 振幅调制6.1.1振幅调制信号分析1.AM调幅波的分析已调波的振幅随调制信号线性变化，即调幅波的包络线性正比于调制信号。
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。
高频电子线路课后答案 (1).
2-4 解： 已知 输入信号vs 3cost，则vGS VGS vs ，得
iD
I DSS
1
vGS VGS off
2
15
1
VGS vs VGS off
2
151
4
3cost
2
8
151
4 3cost
8
2
15
1 2
3 8
cos t
2
15
1 4
3 8
cos
t
9 64
cos2
1 02 2 f02 2 6.8106 2 (0.068106) rad / s
2 QL2
2QL2
2 50
所以 ∆ωs >α ，为过参差
⑵ 平坦参差应为 ∆ωs =α 即
2 (0.068106 )
fs 2
2
0.068MHz
f01 f0 fs 6.5106 0.068106 6.432MHz
(1)
L
(2
1 f0 )2 C
1
(2 465103)2
200 1012
585.739H
QL
f0 BW
465103 8 103
58.125
1
1
S
2
2
1 QL2
ห้องสมุดไป่ตู้
0
0
1
QL2
f f0
f0 f
1
0.375
1
58.1252
465+10 465
465 465 10
2
第01章 小信号调谐放大器
1-14已以知及解晶：体AV管0 的1y0参0 数Gy，fTe 可，先f0算出10如M下H结z ，果BW 500 kHz
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。
反馈控制电路分类研究
号Ｕ 。 ， 其增益是可变的 ， 它 的大 小 取 决 于控 制 电压 Ｕ ｃ 。 通 过 环 路 的反 馈 控 制作 用 ， 可使输入信号Ｕ ｉ 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 ．这 就 是 自动 增 益 控 制 电路 的 作 用 。
１ ． 自 动 增 益 电路 的 工 作 原 理 及 分 类
信号频率。
自动 增 益 电 路 是 使 放 大 电路 的增 益 自动地 随信 号 强 度 而 调 整 的 自动 控 制方 法 。 实 现这 种 功 能 的 电路 简 称 Ａ Ｇ Ｃ 环。 Ａ Ｇ Ｃ 环 是 闭 环 电 子 电路 ， 是一个 负反馈系统 ， 它 可 以 分 成 增 益 受 控 放 大 电 路 和 控 制 电 压 形 成 电路 两 部 分 。增 益受 控 放 大 电 路 位 于 正 向放 大 通 路 ． 其 增 益 随 控 制 电压 而 改 变 。 控 制 电压 形 成 电 路的基本部件是Ａ Ｇ Ｃ 检 波 器 和 低 通 平 滑 滤 波 器 ．有 时 也 包 含 门电 路 和 直 流 放 大 器 等 部 件 。放 大 电 路 的 输 出信 号 Ｕ 。 经 检 波 并 经 滤 波 器 滤 除 低 频 调 制 分 量 和 噪 声 后 ．产 生 用 以 控 制 增 益 受控放大器的电压Ｕ 。 当输 入 信 号 Ｕ ． 增大时 ， Ｕ 。 和Ｕ 。 亦 随 之 增 大。 Ｕ 增 大 使 放 大 电路 的 增 益 下 降 ， 从 而 使 输 出信 号 的变 化 量 显 著 小 于 输 入 信 号 的 变 化量 ， 达 到 自动增 益 控 制 的 目器负载等 。 Ａ Ｇ Ｃ电路广泛用于各
种接收机 、 录音机和测量仪 器中 ． 它 常 被 用 来 使 系统 的输 出 电 平 保 持 在 一定 范 围 内 。 因 而 也称 自动 电 平 控 制 ； 用 于 话 音 放 大 器 或 收音 机 时 ， 称 为 自动 音 量 控 制 。 Ａ Ｇ Ｃ 有 两 种 控 制 方 式 ：一 种 是 利 用 增 加 Ａ Ｇ Ｃ 电 压 的方 式 减 小 增 益 的 方 式 叫正 向Ａ Ｇ Ｃ．一 种 是 利 用 减 Ａ ｘ Ａ Ｇ Ｃ电压 的方 式 减 小增 益 的方 式 叫反 向Ａ Ｇ Ｃ 。正 向Ａ Ｇ Ｃ 控制能力强 ， 所 需 控 制 功 率 大 被控 放 大 级 工 作 点 变 动 范 围大 ．放 大 器 两 端 阻 抗 变 化也 大 ； 反 向ＡＧ Ｃ 所需控制功率小 ， 控 制 范 围也 小 。 Ａ Ｇ Ｃ ——Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｇ ａ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ 的 缩 写 。所 有 摄 像 机 都有 个 将 来 自Ｃ Ｃ Ｄ的 信 号 放 大 到 可 以 使 用 水 准 的视 频 放 大 器 ． 其 放 大量 即增 益 ， 等 效 于 有 较 高 的灵 敏度 ． 可 使 其 在 微 光 下灵 敏， 然 而 在 亮 光 照 的 环 境 中放 大 器 将 过 载 ， 使 视频信号 畸变 。 为此 ， 需 利 用 摄 像 机 的 自动 增 益 控 制 （ Ａ Ｇ Ｃ） 电 路 探 测 视 频 信 号 的 电平 ， 适 时地 开关 Ａ Ｇ Ｃ。 从 而使 摄 像 机 能 够 在 较 大 的光 照 范 围 内工 作 ， 此即动态范围 。 即在 低 照 度 时 自动 增 加 摄 像 机 的 灵敏度 ， 从 而 提 高 图像 信 号 的强 度 获 得 清 晰 的 图像 。 具有Ａ Ｇ Ｃ 功 能 的摄 像 机 ， 在低照度时的灵敏度会有所提 高 ， 但 此 时 的 噪 点 也 会 比较 明 显 。 这 是 由于 信 号 和 噪声 被 同 时放 大 。
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。
电路基础原理电路中的电压放大与反馈控制
电路基础原理电路中的电压放大与反馈控制电路是电子学的基础，电子设备中各种电路的组合构成了整个系统的功能。
而电路基础原理中的电压放大和反馈控制是电路设计中至关重要的两个概念。
一、电压放大在电路中，经常需要对电压进行放大，以改变信号的幅度和增强其能量。
电压放大通过增加信号的幅度，使其足够大以供电路后续的处理。
常见的放大器电路有共射放大器、共基放大器和共集放大器等。
共射放大器是最常见的放大器电路之一。
在共射放大器中，输入信号加到基极，输出信号从集电极取出。
通过适当选择电阻和晶体管等元器件的参数，可以使得输出电压幅度相比输入电压幅度有较大的增益。
但是，单纯的电压放大并不完美，会出现一些问题，比如电压增益的波动，非线性失真等。
为了解决这些问题，需要引入反馈控制。
二、反馈控制反馈是将系统的一部分信号“反馈”给输入端的一种技术。
在电路中，反馈可以用来控制输出电压，使其接近或稳定于期望的值。
反馈控制有正反馈和负反馈之分。
正反馈是指输出端的一部分信号被放大器再次输入端，使放大倍数越来越大。
这种反馈常常用于产生振荡信号或者瞬态效应。
而负反馈是指输出信号的一部分被送回到输入端，用来降低放大器的增益或者改变其输入阻抗。
负反馈能够提高放大器的线性度、稳定性和抗干扰能力。
负反馈的一种常见形式是电压反馈。
电压反馈是通过测量输出电压，与期望的输入电压进行比较，再对输入信号进行调整，使得输出电压保持稳定。
这种控制方式广泛应用于各种电子设备中。
电路中的电压放大和反馈控制相辅相成。
电压放大使信号幅度得以增大，而反馈控制则使得放大器的性能得到优化和稳定。
只有在合理的电压放大和反馈控制下，电路才能正常工作，实现预期的功能。
总结电路基础原理中的电压放大和反馈控制是电子电路设计中的重要概念。
通过电压放大，信号的幅度得以增大，提供给后续电路进行进一步处理。
而反馈控制则使得放大器性能得到优化和稳定，保证电路工作正常。
在实际电路设计中，理解和运用这两个概念，能够提高电路的性能和可靠性。
第8章 反馈控制电路
8.2
8.2.1 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8―7所示。
r r(s)
频率比较器 Kp
ue Ue(s)
低通滤波器 H(s)
uc Uc(s)
可控频率器件 Kc
输出 r(s) 信号
r
图8―7 自动频率控制电路的组成
可控频率器
这里是以固定中频fI作为鉴频器的中心频率,亦作为AFC 系统的标准频率。
fI＝| fs －f0 | fs 混频 f0 本振 (压控振) 低通 滤波器 中放 fI
中心频 率fI 鉴频 低放
图8―8 调频通信机的AFC系统方框图
自中放来
限幅 放大
移相 网络
u2 u1
uo
图8―9 AFT原理方框图
8.3
(8―4)
Uo
0
Ui
图8―4 简单AGC特性曲线
Uo
Uo max Uo min 0 Uimin Uimax Ui
图8―5 延迟AGC特性曲线
2．延迟AGC 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。
VCC VD － 至信号 检波 ＋ 延迟 电压 C1 R1 R AGC电压 C
PD
ud(t)
LF
uc(t)
VCO
uo(t) 输出信号
图8―10 锁相环的基本构成
设参考信号为
ur (t ) Ur sin[rt r (t )]
输出信号为
(8―10)
若参考信号是未调载波时,则θr(t)=θr=常数。设
uo (t ) Uo cos[ot o (t )]
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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8.1.2
工作原理
自动增益控制电路框图
Uo Kv (uc )Ui
反馈网络检测出输出信号电平，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比较，产生 一个误差信号，并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使增益KV减小，从而使uo趋于减小。 通过环路的反馈控制作用，可使输入信号幅度增大 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，这就是自动增益控制作用。
2、锁相鉴频
四、锁相混频电路 8.4 频率合成器 8.4.1 频率合成器及其技术指标(自学) 8.4.2 频率合成器的类型(自学) 一、直接式频率合成器（DS） 二、间接式频率合成器（IS） 三、直接数字式频率合成器（DDS） 8.4.3 锁相频率合成器 8.4.4 集成锁相环频率合成器(了解)
内容提要
d e ( t ) lim 0 t dt
第8章 反馈控制电路
8.1 自动增益控制电路 8.1.1 自动增益控制电路的作用 8.1.2 工作原理 8.1.3 自动增益控制电路 8.1.4 AGC的性能指标(自学) 8.1.5 放大器增益控制 8.2 自动频率控制电路 8.2.1 自动频率控制电路的作用 8.2.2 工作原理 8.2.3 应用 8.3 锁相环的基本原理 8.3.1 工作原理 8.3.2 锁相环工作过程的定性分析
用锁相技术稳频，被控振荡和基准振荡之间，只有 剩余相位差，而没有频差。而AFC系统却总有一定的频 差，所以实际的稳频系统大多采用锁相技术。 锁相技术在电子学和通信技术中的应用十分广泛。 利用锁相环路可以实现许多功能，尤其是利用锁相原 理可以获得频率合成器。 近年来，由于无线电通信技术的迅速发展，对振荡信 号源的要求也不断提高。不但要求它的频率稳定度和准 确度高，而且要求能方便地改换频率。我们知道，石英 晶体振荡器的频率稳定度和准确度是很高的，但改换频 率不方便，只宜用于固定频率；LC振荡器改换频率方便， 但频率稳定度和准确度又不够高。能不能设法将这两种 振荡器的特点结合起来，兼有频率稳定度与准确度高， 而且改换频率方便的优点呢？近年来获得迅速发展的频 率合成技术，就能满足上述要求。
8.1.4 一、动态范围
AGC的性能指标(自学)
AGC电路是利用电压误差信号去消除输出信号振幅 与要求输出信号振幅之间电压误差的自动控制电路。 AGC的动态范围是在给定输出信号变化范围内，允 许输入信号振幅的变化范围。 AGC的动态范围越大， 性能越好。 二、响应时间 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。
8.2.3 应用
调频通信机的AFC系统方框图 这个自动频率微调电路（简称AFC电路）是以固定中频fI作为 鉴频器的中心频率,亦作为AFC系统的标准频率。
8.3锁相环的基本原理 8.3.1 工作原理
锁相环的基本构成
锁相环是一个相位负反馈控制系统。它由鉴相器(PD: Phase Detector)、环路滤波器(LF:Loop Filter)和电 压控制振荡器(VCO:Voltage Controlled Oscillator) 三个基本部件组成。
简单AGC的特性曲线 增益动 态范围
优点：线路简单，在实用电路中不需要电压比较器；缺点： 一有外来信号，AGC立即起作用，接收机增益就受控制而减小。 所以简单AGC电路适用于输入信号振幅较大的场合。
二、产生AGC电压的延迟电路
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。由于Ui>Uimin之后 才开始起控制作用，故称为延迟AGC。这里“延迟”二 字不是指时间上的延迟。 由于延迟电压的存在，信号检波器必然要与AGC检波 器分开，否则延迟电压会加到信号检波器上，使外来 小信号时不能检波，而大信号时又产生非线性失真。
反馈控制电路必须有误差元件和执行元件两个不可缺少的部 分组成。误差元件用来将实际输出信号与参考信号进行量的比 较，产生一误差信号输出；执行元件受误差信号的控制，调节 输出信号，使之与参考信号之间接近或恢复到预定的数值。
参考信号 u r(t) 比较器 反馈 信号 u f(t)
输入信号 u i (t) 误差信号 u e(t) 控制信号 发生器 控制信号 u c(t) 可控 器件 输出信号 u o (t)
三、前臵AGC、后臵AGC与基带AGC(自学) 前臵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。 后臵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。 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 路的一个发展方向。
反馈控制是现代系统工程中的一种重要技术手段。在系统受 到扰动的情况下，通过反馈控制作用，可使系统的某个参数达 到所需的精度，或按照一定的规律变化。 在通信、电子设备中，为了提高它们的性能或实现某些特定 的要求，广泛采用各种类型的反馈控制电路。
参考信号
误差元件
误差 信号
执行元件
输出信号
反馈控制电路基本组成框图
反馈 网络
反馈控制系统的组成 根据输入比较器的信号参量的不同，图中的比较器 可以是电压比较器、频率比较器(鉴频器)、相位比较 器(鉴相器)三种，所以对应的输入可以是电压、频率 或相位参量。可控器件的可控特性一般是增益、频率 或相位，所以输出信号的量纲是电压、频率或相位。
根据需要比较和调节的参量不同，反馈控制电路可以分为以 下三类： 自动增益控制电路(AGC:Automatic Gain Control)：需要比 较和调节的参量为电压和电流，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而变化。 自动频率控制电路(AFC: Automatic Frequency Control)： 需要比较和调节的参量为频率，用于维持电子设备的工作频率 稳定。 自动相位控制电路(APC: Automatic Phase Control)又称 锁相环路(PLL:Phase Locked Loop)：需要比较和调节的参量 为相位。锁相环路是使一个自激振荡器所产生的振荡的相位， 与外来基准振荡的相位保持一定的关系，称为相位锁定。由 于相位锁定，而使自激振荡器的振荡频率与基准振荡的频率 保持确定关系，从而达到稳定自激振荡频率的目的。
反向AGC控制电路 若-VC改为VC，则变 为正向AGC控制电路
具有AGC电路的接收机组成框图
8.2 自动频率控制电路 8.2.1 自动频率控制电路的作用
频率源是通信和电子系统的心脏，频率源性能的好坏，直接 影响到系统的性能。频率源的频率经常受各种因素的影响而发生 变化，偏离了标称的数值。此时需要采取一些稳定频率的措施。
可控频率器件通常是压控振荡器(VCO),其输出振荡 y y 0 kcuc 角频率可写成 uc控制VCO，调节VCO的振荡角频率，使之稳定在鉴 频器中心频率ω0 上。
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，它与两个比较频率源之间的频率差成比 例。因而达到最后稳定状态时，两个频率不能完全相 等，必须有剩余频差Δω=|ωY－ωr|存在。
8.1 自动增益控制电路 8.1.1 自动增益控制电路的作用 自动增益控制(AGC:Automatic Grain Control)是接 收机的重要辅助电路之一，电路的作用是当输入信号变 化很大时，使接收机输出电压保持恒定或基本不变。 在通信、导航、遥测遥控等无线电系统中，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 强度的变化可以从几微伏至几毫伏，相差几十分贝。 接收机的输出电平取决于输入信号电平及接收机的增 益。而接收机的输入信号的电平通常有很大的差异，若 接收机的增益恒定不变，则输出电平必然有很大差异。 因此我们希望接收器的增益不是恒定不变的，而是随接 收信号的强弱而变化：信号强时增益低，信号弱时增益 高，这样就能正常接收。
鉴相器产生对应于两个信号相位差θe(t)的误差电压ud(t)。 环路滤波器的作用是滤除误差电压ud(t)中的高频成分和噪声， 以保证环路所要求的性能，提高系统的稳定性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱVCO受控制电 压uC(t)的控制，使其频率向参考信号的频率靠近，于是二者 的频差越来越小，直至频差消除而被锁定。
锁相环的工作原理可简述如下：首先鉴相器把输出 信号和参考信号的相位进行比较，产生一个反映两信 号相位差大小的误差电压，经过环路滤波器的过滤得 到控制电压。调整VCO的频率向参考信号的频率靠拢， 直至最后二者频率相等而相位同步实现锁定。锁定后 二者之间的相位差表现为一固定的稳态值。
8.1.3 自动增益控制电路 一、产生AGC电压的简单电路 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。
mi U i max U i min 输入动态范围 U o max U o min 输出动态范围 mo
ur (t ) Ur sin[rt r (t )] 方法一 若参考信号是未调载波时,则θr(t)=θr=常数。 uo (t ) Uo cos[ot o (t )] 两信号之间的瞬时相差为
两信号之间的瞬时频差为
d e ( t ) d ( t ) r 0 0 dt dt
一、锁定状态 三、失锁状态 二、跟踪过程 四、捕获过程
8.3.3 AFC与PLL的比较
8.3.4 锁相环路的重要特性 8.3.5 集成锁相环(了解) 8.3.6 锁相环路的应用 一、锁相环路的调频与解调