第8章反馈控制电路PPT课件

Uo Kv (uc )Ui
ui
Up
电压比较器 ue 控制信号 uc 可控增益
Uo
Kp
发 生 器K1
放 大 器AK
直流放大器 K2
低通 滤波器
电平检测器 K2
图8―3 自动增益控制电路框图
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第8章 反馈控制电路
8.1.2自动增益控制电路
根据输入信号的类型、特点以及对控制的要
求,AGC电路主要有以下几种类型。
(4)易于集成化。组成环路的基本部件都易于采用模 拟集成电路。环路实现数字化后,更易于采用数字集成电 路。
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1.锁相环路的调频与解调 用锁相环调频,能够得到中心频率高度稳定的调频
信号,图8―27是这种方法的方框图。
晶振
鉴相
低通 滤波
调制 信号
调频波输出 VCO
图8―27 锁相环路调频器方框图
图8―5 延迟AGC特性曲线
图8―6 延迟AGC电路
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8.1.3 AGC的性能指标
1． 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动态范围是在给定输出信号振幅变化范围内，允许 输入信号振幅变化的范围。 2． 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。
uc(t)
可控
uo(t)
器件
反馈 网络
图8―1 反馈控制系统的组成
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高频 放大器
混频器
中频 至解调器 放大器
直流 放大器
AGC 检波器
ur
图8―2 具有AGC电路的接收机组成框图
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8.1.1 设输入信号振幅为Ui,输出信号振幅为Uo,可控增益
放大器增益为Kv(uc),它是控制电压uc的函数,则有
1．简单AGC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。图8―4为简单AGC的特性曲线。
➢ 线路简单Baidu Nhomakorabea不需要
Uo
电压比较器；
➢ 缺点是：外来信号
一旦有，即开始AGC，
对接收机的灵敏度不
利，尤其是对小信号。
8.3.5 锁相环路的应用 由以上的讨论已知,锁相环路具有以下几个重要特性: (1)环路锁定后,没有剩余频差。压控振荡器的输出频
率严格等于输入信号的频率。 (2)跟踪特性。环路锁定后,当输入信号频率ωi稍有变
化时,VCO的频率立即发生相应的变化,最终使VCO输入 频率ωr=ωi。
(3)滤波特性。锁相环通过环路滤波器的作用,具有窄 带滤波特性,能够将混进输入信号中的噪声和杂散干扰滤 除。
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 y0 kcuc
环路稳定时，两个频率不可能完全相等，总存在频率差。
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8.2.3 应用 1．自动频率微调电路（简称AFC电路） 图8―8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 系统的标准频率。
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8.2 自动频率控制电路
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 Wr(s)
频率比较器 ue 低通滤波器 uc 可控频率器件
Kp
Ue(s)
H(s)
Uc(s)
Kc
r y 输 y出0 kcuc
Wr(s) 信号
图8―7 自动频率控制电路的组成
0 Ui
图8―4 简单AGC特性曲线
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2．延迟AGC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,如图8―5所示。
Uo
Uomax Uomin
0
Uimin
Uimax
Ui
－
至信号 检波
＋
VCC VD
延迟 电压
C1
R AGC电压 C
R1
第8章 反馈控制电路
第8章 反馈控制电路
8.1 自动增益控制电路 8.2 自动频率控制电路 8.3 锁相环的基本原理 8.4 频率合成器
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8.1 自动增益控制电路
参考信号 ur(t)
反馈 信号 uf(t)
比较器
误差信号 ue(t)
控制信号 发生器
输入信号
ui(t)
控制信号
输出信号
fI＝ f|s－f0|
中 心 率频fI
fs
混频
中放 fI
鉴频
低放
f0 本振 (压 控 振 )
低通 滤波器
图8―8 调频通信机的AFC系统方框图
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自 中 放 来 限幅 放大
移相 网络
u2
uo
u1
图8―9 AFT原理方框图
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8.3锁相环的基本原理
8.3.1 锁相环是一个相位负反馈控制系统。它由鉴相器
(PD)、环路滤波器(LF)和电压控制振荡器(VCO)三个基本 部件组成,如图8―10所示。
ur(t)
ud(t)
uc(t)
PD
LF
VCO
参考信号
uo(t) 输出信号
图8―10 锁相环的基本构成
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8.3.3 锁相环工作过程的定性分析 1. 当在环路的作用下,调整控制频差等于固有频差时,
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调制跟踪锁相环本身就是一个调频解调器。它 利用锁相环路良好的调制跟踪特性,使锁相环路跟踪输 入调频信号瞬时相位的变化,从而使VCO控制端获得解 调输出。锁相环鉴频器的组成如图8―28所示。
ui(t)
PD
LF
VCO
输出 滤波器
uc(t)
鉴频输 出
图8―28 锁相鉴频器
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Cb
0.1 F
Rx
Rx
Cp
Ec
Cx Cx
Cc Cc
1.5 kW 解调输出
16 15 14 13 12 11 10 9
1 kW Cc 1 kW
NE562
12 3 45 6 78 量程控制
0.1 F
1 kW Cb
0.1 F 1 kW
CT 12 kW
VCO输 出
图8―29 NE562调频解调器
瞬时相差θe(t)趋向于一个固定值,并一直保持下去，则锁 相环进入锁定状态。
2. 因此,我们把环路能够继续维持锁定状态的最大固有 频差定义为环路的同步带。
3. 失锁状态就是瞬时频差(ωr-ωv)总不为零的状态。 4. 环路由失锁进入锁定的过程为捕获过程。环路能捕获 入锁的最大频差为捕获带。
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