反馈控制电路的应用

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• 自动增益控制电路是接收机中不可缺少的辅助电路，同时在无线电发射机和其他电子设备中也有广泛的应用。
• 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。
• 在电路中若输入电压ui 的幅度增加，而使输出电压uo 幅度增加时，通过反馈控制器产生一控制电压，使Au 减小；当ui 幅度减小，使uo 输出幅度减小时，通过反馈控制器产生的控制信号使Au 增加，这样通过环路的反馈控制作用，可使输出信号ui 幅度增大或减小时，输出的信号幅度保持恒定或仅在很小的范围内变化，实现自动增益控制。
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7.1 自动增益控制电路
• 在图7-3 所示电路中，可控增益放大器作为线性功率放大器，当其输入为调幅信号时，由于放大特性的非线性，输出为包络失真的调幅信号，在比较器中，同时输入由各自的包络检波器检出的输入信号之包络电压Uo 与输出调幅波检出的失真包络电压U+，经比较后，输出由失真电压引起的误差电压，该误差电压经放大和滤波后去控制放大器的增益，就能克服放大特性的非线性，实现良好的线性放大。
• 图7-2 所示是带有AGC 电路的调幅接收机的组成框图。图中，检波器之前各级放大器（包括混频器）组成环路可控增益放大器，检波器和RC 低通滤波器组成环路的反馈控制器。
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7.1 自动增益控制电路
• 在电路中由于检波器输出的信号电压由两个部分组成：一部分是反映输入调幅波包络变化规律的低频信号；另一部分则是随输入载波幅度做相应变化的直流信号电压。在检波器的输出端用一级具有较大时间常数的RC 低通滤波器，在反馈环路中滤除低频信号电压成分，取出直流电压，加到各被控级（高放、中放级）用来改变被控级的增益，从而使接收机的增益随输入信号的强弱而变化，实现自动增益控制的目的。
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7.1 自动增益控制电路
• 7.1.2 自动增益控制电路
• 在无线电调幅接收机中，天线上感生的有用信号强度由于通信距离的变化、电磁波传播信道的衰减量变化以及接收机的环境变化等，接收机接收到的信号强度均会发生很大的波动，致使扬声器发出的声音时强时弱，有时还会造成阻塞。为了克服这个缺点，可采用自动增益控制电路，使接收机的增益随着输入信号的强弱而变化。以补偿输入信号强弱的影响，达到减小输出电平变化的目的，提高接收机的性能。
• 为了控制晶体管的静态工作点电流IE，一般把控制电压UC 加到晶体管的基极或发射极上，图7-4 所示是控制电压加到晶体管基极上的 AGC 电路。图中受控管为NPN 型。故控制电压为负极性，即信号增大时，控制电压向负的方向增大，从而使IE 减小，使放大器增益降低。
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7.2 自动频率控制电路
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7.2 自动频率控制电路
• 自动频率控制电路通过自身的调节，将压控振荡器不稳定而引起的频差减小到最小，AFC 电路达到最后稳定状态时，两个频率不能完全相等，必定有剩余频差Δf 的存在，这就是AFC 电路的缺点。剩余频差的大小取决于鉴频器和压控振荡器的特性，它的控制特性斜率值越大，剩余频差也就越小。
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பைடு நூலகம்
7.2 自动频率控制电路
• 在图7-5 中，压控振荡器的输出频率fo 与标准频率fr 在鉴频器中进行比较，当fo = fr 时，鉴频器无误差电压输出，压控振荡器输出的频率不变；当fo≠fr 时，鉴频器即有误差电压输出，其大小正比于fo≠fr，低通滤波器滤除交流成分，输出的直流控制电压uc(t)使压控振荡器的振荡频率fo 向fr 接近，使误差频率进一步减小，如此循环下去，fo 和 fr 的误差最后减小到最小值Δf 时，自动微调过程即停止，环路进入锁定状态，压控振荡器输出信号频率等于fr+Δf，Δf称为剩余频差。这时压控振荡器的振荡频率保持在fr+Δf 上。
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7.1 自动增益控制电路
• 在一部振幅调制接收机中。天线上感生的有用信号强度往往由于电波传播的衰落等原因会有较大的起伏变化，会使扬声器发出的声音时强时弱。下面介绍常用的增益控制电路。晶体管放大器的增益与晶体管的静态工作点有关，改变发射极工作点电流IE，放大器的增益即会改变，从而达到控制放大器增益的目的。