反馈控制电路
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常用的频率比较电路有两种形式：一是鉴频器，二是混频 -鉴频器。
7.5 锁相环路 (PLL)
锁相环路（Phase locked loop缩写PLL）是一种相位自动 控制电路，其作用是实现环路输出信号与输入信号之间无误差 的频率跟踪，仅存在某一固定的相位差。
? 通信
PLL电路广泛应用于
? ?? ?
电视 遥测遥成
反馈控制电路
7.1 概述 7.2 反馈控制电路的基本原理与分析方法 7.3 自动增益控制电路 7.4 自动频率控制(AFC)电路 7.5 锁相环路(PLL) 7.6 锁相环的典型应用
7.1 概述
为了提高通信和电子系统的性能指标，或者实现某些特定 的要求，必须采用自动控制方式。由此，各种类型的反馈控制 电路便应运而生了。
参考信号 Xr(s)
误差信号
比较器
Xe(s)
kp
反馈信号 Xf(s)
控制信 号发生器
H1(s)
反馈网络 H2(s)
控制信号 Xc(s)
输入信号 Xi(s)
可控器件 kc
输出信号 Xy(s)
闭图 xi环(中t)传，Xr递x(sy()函t，) 数和Xex(fs)(H，t)T的(Xs)拉c?(s氏XX)y，r((变ss))X?换i 1(s。?)k，pkkpckXHcHy1((1ss())sH和) 2(Xs)f (s)分别是，xr(t)，xe(t)，xc (t)， 误系差数传为比递k较函p，器数则输有出H的e (s误) ? 差XXer信((ss))号? x1e?(tk)p通kcH常k1p(与s)Hxr2((ts))和xf (t)的差值成正比，设比例
ωr Ωr(s)
频率比较器 ue
kp
Ue(s)
ωy
滤波器 H(s)
uc Uc(s)
可控频率电路 kc
ωy Ωy(s)
返回
(1) 频率比较器
频率比较器的输出误差电压 ue与这两个输入信号的频率差有关，而与这 两个信号的幅度无关，ue为
ue= kp (ωr-ωy) 式中，kp在一定的频率范围内为常数，实际上就是鉴频跨导。
返回 继续
? ?
频率合成
?? 精密测量
7.5.1 锁相环的基本原理
一、锁相环的组成部件
PLL是一个相位负反馈系统，可对输入信号的频率与相位 实施跟踪。
?鉴相器 ( PD )
三个基本部分构成一个负反馈环。
? ?
环路滤波器
( LF )
?? 压控振荡器 (VCO )
返回 继续
vi(t) PD vd(t) LF
7.2 反馈控制电路的基本原理与分析方法
在反馈控制电路里，比较器、控制信号发生器、可控器件、
反馈网络四部分构成了一个负反馈闭合环路。 输入信号 xi(t)
参考信号
xr(t) 比较器
误差信号 xe(t)
控制信号 xc(t)
控制信 号发生器
可控器件
输出信号 xy(t)
返回
反馈信号
xf(t)
反馈网络
根据参考信号的不同情况，反馈控制电路的工作情况有两种。
7.3.1 AGC电路的工作原理
1. 电路组成框图
参考电压 Ur
比较器 kp
反馈电压 Uf
误差电压 ue
控制信 号发生器
k1
控制电压 uc
直流放大
k3
低通滤波
输入电压 Ui
可控增 益放大器
Ag
电平检测
k2
输出电压 Uy
返回
Leabharlann Baidu
设输入信号振幅为 Ui，输出信号振幅为 Uy，可控增益放大器增益为 Ag(uc)，是控制信号uc的函数，则有
正? 弦e ( 特t )性为，输三入角信波号特的性瞬，时锯相齿位波差特。
vd(t)
返回
性由等上，式其可中得最鉴基相本器的是数正学弦模波型特，性，
继续
它如可下用图一所个示模，拟乘法器与低通滤波
θ1器(t) 串接- 而成。
xe(t)= kp[xr(t)-xf (t)] 写成拉氏变换式，有Xe(s)= kp[Xr(s)-Xf (s)]
可控器件作为线性器件，有 xy(t)= kc xc (t) kc是比例系数。写成拉氏变换式，有Xy(s)= kc Xc (s)
7.3 自动增益控制电路
自动增益控制(AGC)电路是某些电子设备特别是接收设备的重要辅助 电路之一，其主要作用是使设备的输出电平保持为一定的数值。因此也称 自动电平控制(ALC)电路。
Uy = Ag(uc)Ui
7.4 自动频率控制(AFC)电路
AFC电路也是一种反馈控制电路。它与AGC电路的区别在于控制对 象不同，AGC电路的控制对象是信号的电平，而AFC电路的控制对象则 是信号的频率。其主要作用是自动控制振荡器的振荡频率。
7.4.1 AFC电路的组成和基本特性
1. AFC电路的组成
反馈控制电路可分为三类
返回
自动增益控制(Automatic Gain Control，简称AGC)
继续
自动频率控制(Automatic Frequency Control，简称AFC)
自动相位控制(Automatie Phase Control，简称APC)
自动相位控制电路又称为锁相环路(Phase Locked Loop，简称PLL)，是应用最广的一种反馈控制电路。
(1) 参考信号xr(t)不变，恒定为xro
(2) 参考信号xr(t)变化
7.实2际.电2 路中数一般学都模包括型滤波器，其位置可归纳在控制信号发生器或反馈
网络中将，反所馈以控将这制两电个路环近节似看作作线为性一网个络线。其性传系递统函分数析分别。为由于直接采 用 制时电域路分的H1(析组s) ?法成XXce比方((ss))较框复图杂，H，可2(s)所画? 以出XXfy采用((ss))用拉复氏频变域换分表析示法的，数根学据模反型馈控
θi(t)
θe(t)
vo(t)
vc(t) VCO
vo(t)
θo(t)
经1 、过相鉴乘相，并器滤（除P和D频）分量，可得输出的误差电压为：
鉴 其 鉴 如v即??iv(:相中相td1)2((v与t(器特td)?)(t?t是性?ev))?o???(12一的?t?ik?f)tK个形??d??的iVte?0相式i?(m相st(0V?i)tn位有?t位i0??(m)比许??tf?差s)i?i?(较多?neti(??(??)?器种t?)0??it?te，，0的?????输?0?函(??0ti()出i(数?0?ttt)?信)，??v0??ov号)?(?i?t()ti10)((/t/vθtt?θod)()i?((?tt)t0)?()2是t()t?两)PD个输入vd信(t)号/θe(t)
7.5 锁相环路 (PLL)
锁相环路（Phase locked loop缩写PLL）是一种相位自动 控制电路，其作用是实现环路输出信号与输入信号之间无误差 的频率跟踪，仅存在某一固定的相位差。
? 通信
PLL电路广泛应用于
? ?? ?
电视 遥测遥成
反馈控制电路
7.1 概述 7.2 反馈控制电路的基本原理与分析方法 7.3 自动增益控制电路 7.4 自动频率控制(AFC)电路 7.5 锁相环路(PLL) 7.6 锁相环的典型应用
7.1 概述
为了提高通信和电子系统的性能指标，或者实现某些特定 的要求，必须采用自动控制方式。由此，各种类型的反馈控制 电路便应运而生了。
参考信号 Xr(s)
误差信号
比较器
Xe(s)
kp
反馈信号 Xf(s)
控制信 号发生器
H1(s)
反馈网络 H2(s)
控制信号 Xc(s)
输入信号 Xi(s)
可控器件 kc
输出信号 Xy(s)
闭图 xi环(中t)传，Xr递x(sy()函t，) 数和Xex(fs)(H，t)T的(Xs)拉c?(s氏XX)y，r((变ss))X?换i 1(s。?)k，pkkpckXHcHy1((1ss())sH和) 2(Xs)f (s)分别是，xr(t)，xe(t)，xc (t)， 误系差数传为比递k较函p，器数则输有出H的e (s误) ? 差XXer信((ss))号? x1e?(tk)p通kcH常k1p(与s)Hxr2((ts))和xf (t)的差值成正比，设比例
ωr Ωr(s)
频率比较器 ue
kp
Ue(s)
ωy
滤波器 H(s)
uc Uc(s)
可控频率电路 kc
ωy Ωy(s)
返回
(1) 频率比较器
频率比较器的输出误差电压 ue与这两个输入信号的频率差有关，而与这 两个信号的幅度无关，ue为
ue= kp (ωr-ωy) 式中，kp在一定的频率范围内为常数，实际上就是鉴频跨导。
返回 继续
? ?
频率合成
?? 精密测量
7.5.1 锁相环的基本原理
一、锁相环的组成部件
PLL是一个相位负反馈系统，可对输入信号的频率与相位 实施跟踪。
?鉴相器 ( PD )
三个基本部分构成一个负反馈环。
? ?
环路滤波器
( LF )
?? 压控振荡器 (VCO )
返回 继续
vi(t) PD vd(t) LF
7.2 反馈控制电路的基本原理与分析方法
在反馈控制电路里，比较器、控制信号发生器、可控器件、
反馈网络四部分构成了一个负反馈闭合环路。 输入信号 xi(t)
参考信号
xr(t) 比较器
误差信号 xe(t)
控制信号 xc(t)
控制信 号发生器
可控器件
输出信号 xy(t)
返回
反馈信号
xf(t)
反馈网络
根据参考信号的不同情况，反馈控制电路的工作情况有两种。
7.3.1 AGC电路的工作原理
1. 电路组成框图
参考电压 Ur
比较器 kp
反馈电压 Uf
误差电压 ue
控制信 号发生器
k1
控制电压 uc
直流放大
k3
低通滤波
输入电压 Ui
可控增 益放大器
Ag
电平检测
k2
输出电压 Uy
返回
Leabharlann Baidu
设输入信号振幅为 Ui，输出信号振幅为 Uy，可控增益放大器增益为 Ag(uc)，是控制信号uc的函数，则有
正? 弦e ( 特t )性为，输三入角信波号特的性瞬，时锯相齿位波差特。
vd(t)
返回
性由等上，式其可中得最鉴基相本器的是数正学弦模波型特，性，
继续
它如可下用图一所个示模，拟乘法器与低通滤波
θ1器(t) 串接- 而成。
xe(t)= kp[xr(t)-xf (t)] 写成拉氏变换式，有Xe(s)= kp[Xr(s)-Xf (s)]
可控器件作为线性器件，有 xy(t)= kc xc (t) kc是比例系数。写成拉氏变换式，有Xy(s)= kc Xc (s)
7.3 自动增益控制电路
自动增益控制(AGC)电路是某些电子设备特别是接收设备的重要辅助 电路之一，其主要作用是使设备的输出电平保持为一定的数值。因此也称 自动电平控制(ALC)电路。
Uy = Ag(uc)Ui
7.4 自动频率控制(AFC)电路
AFC电路也是一种反馈控制电路。它与AGC电路的区别在于控制对 象不同，AGC电路的控制对象是信号的电平，而AFC电路的控制对象则 是信号的频率。其主要作用是自动控制振荡器的振荡频率。
7.4.1 AFC电路的组成和基本特性
1. AFC电路的组成
反馈控制电路可分为三类
返回
自动增益控制(Automatic Gain Control，简称AGC)
继续
自动频率控制(Automatic Frequency Control，简称AFC)
自动相位控制(Automatie Phase Control，简称APC)
自动相位控制电路又称为锁相环路(Phase Locked Loop，简称PLL)，是应用最广的一种反馈控制电路。
(1) 参考信号xr(t)不变，恒定为xro
(2) 参考信号xr(t)变化
7.实2际.电2 路中数一般学都模包括型滤波器，其位置可归纳在控制信号发生器或反馈
网络中将，反所馈以控将这制两电个路环近节似看作作线为性一网个络线。其性传系递统函分数析分别。为由于直接采 用 制时电域路分的H1(析组s) ?法成XXce比方((ss))较框复图杂，H，可2(s)所画? 以出XXfy采用((ss))用拉复氏频变域换分表析示法的，数根学据模反型馈控
θi(t)
θe(t)
vo(t)
vc(t) VCO
vo(t)
θo(t)
经1 、过相鉴乘相，并器滤（除P和D频）分量，可得输出的误差电压为：
鉴 其 鉴 如v即??iv(:相中相td1)2((v与t(器特td)?)(t?t是性?ev))?o???(12一的?t?ik?f)tK个形??d??的iVte?0相式i?(m相st(0V?i)tn位有?t位i0??(m)比许??tf?差s)i?i?(较多?neti(??(??)?器种t?)0??it?te，，0的?????输?0?函(??0ti()出i(数?0?ttt)?信)，??v0??ov号)?(?i?t()ti10)((/t/vθtt?θod)()i?((?tt)t0)?()2是t()t?两)PD个输入vd信(t)号/θe(t)