第六章反馈控制电路
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二、应用举例
直流放大器
二、应用举例
直流放大器
天线感应信号强度为：Uim(Uimmin~ Uimmax) 检波前各级总增益为：A(ue)(Amin~ Amax)
检波后输出信号强度为：Uom(Uommin~ Uommax)
则：Uommin= Amax Uimmin Uommax= Amin Uimmax
6.1.1 自动电平控制 电路(ALC)
反馈控反馈控制
ur
企制器 - 比较器
u+ +
Ar
A1dUom 直流放大器 A1
对象
ui=Uimcost
ue 可控增益放大器 uo=Uomcost
A2(ue)
dUom
检波器 d
预定关系：Uom=Kur
K为待定常数
图 6.1.2 自动电平控制的组成方框
ue=Ar(u+- u-), ue=0,Βιβλιοθήκη Baiduu+= u-=A1dUom= ur A1d=1/K
第6章 反馈控制电路
主要内容：
重点及要求
1. 反馈控制电路的概念 重点：锁相环路的性能分析。 2. 自动电平控制电路(ALC) 要求：熟悉自动电平控
制电路、自动频率控制
3. 自动频率控制电路(AFC) 电路、自动相位控制电
4. 自动相位控制电路(APC) 路的工作原理；掌握锁
相环路性能分析的基本
5. 锁相环性能分析及应用 方法；了解锁相环路的
自动电平控制电路基本功能是稳定电子设备的输出电平。
6.1.1 自动电平控制电路(ALC)
一、工作原理
反馈控反馈控制
ur
企制器 - 比较器
ue
u+ +
Ar
对象
ui=Uimcost
可控增益放大器 uo=Uomcost
A2(ue)
A1dUom
直流放大器 A1
dUom
检波器
d
图 6.1.2 自动电平控制的组成方框
自动相位控制电路(APC)。需要比较的量为
相位，误差元件多为鉴相器，执行元件也是受控 振荡器，通过改变振荡器电抗参数来锁定振荡器 输出信号的相位。作用是使振荡器输出信号的相 位稳定。APC电路可以实现无频率误差跟踪。 自动相位控制电路又称锁相环路(PLL)，是一种 应用很广的反馈控制电路，利用锁相环路可以实 现许多功能，例如实现无误差频率跟踪、频率合 成器等。
自动电平控制电路(ALC)。需要比较的量为电压或
电流，误差元件多为电压比较器，执行元件一般为可 控增益放大器，通过改变放大器的增益来稳定放大器 的输出。作用是使放大器的输出信号幅度稳定。自动 增益控制电路又称自动电平控制电路。
自动频率控制电路(AFC)。需要比较的量为频率，
误差元件多为鉴频器，执行元件一般为受控振荡器，通 过改变振荡器电抗参数来稳定振荡器输出信号的频率。 作用是使振荡器输出信号的频率稳定。AFC电路是一种 有频率误差控制电路。
应用。
6-1 概述
在各种通信、雷达等电子系统中，广泛地采用各 种类型的反馈控制电路。
参考信号
Xi
误差信号
反馈控制器 Xe (误差元件)
对象 (执行元件)
输出信号 Xo
图 6-1-1 反馈控制电路基本组成框图
6-1 概述
参考信号
Xi
误差信号
输出信号
反馈控制器 Xe (误差元件)
对象 (执行元件)
Xo
U im max
Amax
U im min
Am in
U om max U om min
增益控制倍数
变化压缩倍数
已调波功率放大器
包络 检波器
u-
比较 放大器
u+
包络 检波器
已调波输入
放大 和滤波
已调波 已调波线性 输出
功率放大器
6-1-1 自动电平控制电路(ALC)
Au(dB)
高放 混频
中放
ⅠⅡⅢ
检波
视频 80
总增益
预视放
中放增益 60
延迟 AGC
AGC AGC 消噪 放大 检波
高放增益 20
(a)
o Ux1
(b)
电视机中的 AGC 电路及增益控制特性
Ux2 Uim
为了得到如图所示的总增益随输入信号变化曲 线，ALC电路应按中放Ⅰ、Ⅱ级到高放级方向依 次起控，即当输入信号强度Uim小于某一定值Ux1时， ALC电路不起作用；当Uim>Ux1时，ALC电路先对 中放进行增益控制，高放增益不变；当 Uim>Ux2(>Ux1)时，中放增益不再降低，ALC电路 对高放起控，使其增益降低，这是第二次延迟。 采用这种两次延迟的ALC电路的原因在于信号较 小时，保持高放级有最大增益，使高放级输出信 噪比不致降低，有利于降低接收机的总噪声系数，
反馈控制电路的组成如图6-1-1所示。反馈控制电 路主要由误差元件和执行元件两部分组成，误差元件 将实际输出信号与参考信号进行比较，产生一误差信 号输出；执行元件受误差信号控制，调节输出信号使 之与参考信号接近或达到预定数值。由于电路为一闭 环系统，所以，反馈控制电路亦称闭环自动调节系统。
6-1 概述
根据比较和调节的量不同，反馈控制电路 可分为三大类： 1. 自动电平控制电路 (Automatic Level Control—ALC)。
2. 自动频率控制电路 (Automatic Frequency Control— AFC)。
3. 自动相位控制电路 (Automatic Phase Control— APC)。
6.1.2 自动频率控制电路(AFC)
自动频率控制(Automatic Frequency Control)电路，是 无线电设备中又一常用的反馈控制电路，广泛应用于无 线电发射设备和接收设备，其基本功能是自动调整无线 电设备中振荡器的振荡频率。
一、工作原理
ui(t)
i
混频器
ue(t)
eo
差频 放大器
6.1.1 自动电平控制电路(ALC)
问题1：对于无线电接收机而言，接收的信号有什么特点？ 问题2：如果接收机的增益不变，接收机出现什么现象？
解答1：由于各种原因，接收的信号起伏变化较大，信号幅度变 化可达几十分贝。
解答2：如果接收机的增益不变，那么，输出信号的幅度也将以 同样的比例随输入信号变化，强信号时可能使接收机过载而导致 阻塞，弱信号时又可能丢失信号。
Uom= A2(0) Uim
Uom
Uom0
A
Uom
Uim一定
Kur
-Arur
o
ue
ue
可控增益放大器输出的某一幅度所需的控制电 压恰好等于由该输出电压幅度通过反馈控制电 路后产生的控制电压，环路才稳定下来。环路 达到稳定状态称为环路锁定。
平衡关系为：
ue＝Ar(UomdA1－ur)
6.1.1 自动电平控制电路(ALC)
直流放大器
二、应用举例
直流放大器
天线感应信号强度为：Uim(Uimmin~ Uimmax) 检波前各级总增益为：A(ue)(Amin~ Amax)
检波后输出信号强度为：Uom(Uommin~ Uommax)
则：Uommin= Amax Uimmin Uommax= Amin Uimmax
6.1.1 自动电平控制 电路(ALC)
反馈控反馈控制
ur
企制器 - 比较器
u+ +
Ar
A1dUom 直流放大器 A1
对象
ui=Uimcost
ue 可控增益放大器 uo=Uomcost
A2(ue)
dUom
检波器 d
预定关系：Uom=Kur
K为待定常数
图 6.1.2 自动电平控制的组成方框
ue=Ar(u+- u-), ue=0,Βιβλιοθήκη Baiduu+= u-=A1dUom= ur A1d=1/K
第6章 反馈控制电路
主要内容：
重点及要求
1. 反馈控制电路的概念 重点：锁相环路的性能分析。 2. 自动电平控制电路(ALC) 要求：熟悉自动电平控
制电路、自动频率控制
3. 自动频率控制电路(AFC) 电路、自动相位控制电
4. 自动相位控制电路(APC) 路的工作原理；掌握锁
相环路性能分析的基本
5. 锁相环性能分析及应用 方法；了解锁相环路的
自动电平控制电路基本功能是稳定电子设备的输出电平。
6.1.1 自动电平控制电路(ALC)
一、工作原理
反馈控反馈控制
ur
企制器 - 比较器
ue
u+ +
Ar
对象
ui=Uimcost
可控增益放大器 uo=Uomcost
A2(ue)
A1dUom
直流放大器 A1
dUom
检波器
d
图 6.1.2 自动电平控制的组成方框
自动相位控制电路(APC)。需要比较的量为
相位，误差元件多为鉴相器，执行元件也是受控 振荡器，通过改变振荡器电抗参数来锁定振荡器 输出信号的相位。作用是使振荡器输出信号的相 位稳定。APC电路可以实现无频率误差跟踪。 自动相位控制电路又称锁相环路(PLL)，是一种 应用很广的反馈控制电路，利用锁相环路可以实 现许多功能，例如实现无误差频率跟踪、频率合 成器等。
自动电平控制电路(ALC)。需要比较的量为电压或
电流，误差元件多为电压比较器，执行元件一般为可 控增益放大器，通过改变放大器的增益来稳定放大器 的输出。作用是使放大器的输出信号幅度稳定。自动 增益控制电路又称自动电平控制电路。
自动频率控制电路(AFC)。需要比较的量为频率，
误差元件多为鉴频器，执行元件一般为受控振荡器，通 过改变振荡器电抗参数来稳定振荡器输出信号的频率。 作用是使振荡器输出信号的频率稳定。AFC电路是一种 有频率误差控制电路。
应用。
6-1 概述
在各种通信、雷达等电子系统中，广泛地采用各 种类型的反馈控制电路。
参考信号
Xi
误差信号
反馈控制器 Xe (误差元件)
对象 (执行元件)
输出信号 Xo
图 6-1-1 反馈控制电路基本组成框图
6-1 概述
参考信号
Xi
误差信号
输出信号
反馈控制器 Xe (误差元件)
对象 (执行元件)
Xo
U im max
Amax
U im min
Am in
U om max U om min
增益控制倍数
变化压缩倍数
已调波功率放大器
包络 检波器
u-
比较 放大器
u+
包络 检波器
已调波输入
放大 和滤波
已调波 已调波线性 输出
功率放大器
6-1-1 自动电平控制电路(ALC)
Au(dB)
高放 混频
中放
ⅠⅡⅢ
检波
视频 80
总增益
预视放
中放增益 60
延迟 AGC
AGC AGC 消噪 放大 检波
高放增益 20
(a)
o Ux1
(b)
电视机中的 AGC 电路及增益控制特性
Ux2 Uim
为了得到如图所示的总增益随输入信号变化曲 线，ALC电路应按中放Ⅰ、Ⅱ级到高放级方向依 次起控，即当输入信号强度Uim小于某一定值Ux1时， ALC电路不起作用；当Uim>Ux1时，ALC电路先对 中放进行增益控制，高放增益不变；当 Uim>Ux2(>Ux1)时，中放增益不再降低，ALC电路 对高放起控，使其增益降低，这是第二次延迟。 采用这种两次延迟的ALC电路的原因在于信号较 小时，保持高放级有最大增益，使高放级输出信 噪比不致降低，有利于降低接收机的总噪声系数，
反馈控制电路的组成如图6-1-1所示。反馈控制电 路主要由误差元件和执行元件两部分组成，误差元件 将实际输出信号与参考信号进行比较，产生一误差信 号输出；执行元件受误差信号控制，调节输出信号使 之与参考信号接近或达到预定数值。由于电路为一闭 环系统，所以，反馈控制电路亦称闭环自动调节系统。
6-1 概述
根据比较和调节的量不同，反馈控制电路 可分为三大类： 1. 自动电平控制电路 (Automatic Level Control—ALC)。
2. 自动频率控制电路 (Automatic Frequency Control— AFC)。
3. 自动相位控制电路 (Automatic Phase Control— APC)。
6.1.2 自动频率控制电路(AFC)
自动频率控制(Automatic Frequency Control)电路，是 无线电设备中又一常用的反馈控制电路，广泛应用于无 线电发射设备和接收设备，其基本功能是自动调整无线 电设备中振荡器的振荡频率。
一、工作原理
ui(t)
i
混频器
ue(t)
eo
差频 放大器
6.1.1 自动电平控制电路(ALC)
问题1：对于无线电接收机而言，接收的信号有什么特点？ 问题2：如果接收机的增益不变，接收机出现什么现象？
解答1：由于各种原因，接收的信号起伏变化较大，信号幅度变 化可达几十分贝。
解答2：如果接收机的增益不变，那么，输出信号的幅度也将以 同样的比例随输入信号变化，强信号时可能使接收机过载而导致 阻塞，弱信号时又可能丢失信号。
Uom= A2(0) Uim
Uom
Uom0
A
Uom
Uim一定
Kur
-Arur
o
ue
ue
可控增益放大器输出的某一幅度所需的控制电 压恰好等于由该输出电压幅度通过反馈控制电 路后产生的控制电压，环路才稳定下来。环路 达到稳定状态称为环路锁定。
平衡关系为：
ue＝Ar(UomdA1－ur)
6.1.1 自动电平控制电路(ALC)