《反饋控制電路》ppt課件

1、1第八章 反響控制電路n自動增益控制電路自動增益控制電路Automatic Gain Control，簡稱，簡稱AGC n自動頻率控制電路自動頻率控制電路Automatic Frequency Control，簡稱簡稱AFC n自動相位控制自動相位控制-鎖相環(huán)鎖相環(huán)Phase Locked Loop，簡稱，簡稱PLL 的根本原理的根本原理 n頻率合成器頻率合成器 Synthesizer 1當(dāng)輸入信號電壓變化很大時，當(dāng)輸入信號電壓變化很大時，堅持接納機輸出電壓恒定或根堅持接納機輸出電壓恒定或根本不變。本不變。 低通濾波器第一節(jié) 自動增益控制電路iu0rU 電壓比較器可控增益 放大器控制信號 發(fā)生

2、器 電平檢測器 直流放大器oU自動增益控制電路的作用自動增益控制電路的作用 ：自動增益控制電路類型自動增益控制電路類型 ： 簡單簡單AGC電路電路 延遲延遲AGC電路有一個起控門限電路有一個起控門限 maxiU0maxoUminoUminiUoUiU延遲AGC特性曲線 簡單AGC特性曲線 oUiU2AGC的性能目的的性能目的 ：第一節(jié) 自動增益控制電路前置前置AGC、后置、后置AGC與基帶與基帶AGC 動態(tài)范圍動態(tài)范圍 呼應(yīng)時間呼應(yīng)時間 前置前置AGC是指是指AGC處于解調(diào)以前，由高頻或中頻信號中提取檢測信號，處于解調(diào)以前，由高頻或中頻信號中提取檢測信號，經(jīng)過檢波和直流放大，控制高頻或中頻放大

3、器的增益。前置經(jīng)過檢波和直流放大，控制高頻或中頻放大器的增益。前置AGC的動態(tài)范圍的動態(tài)范圍與可變增益單元的級數(shù)、每級的增益和控制信號電平有關(guān)，通?？梢宰龅暮艽?。與可變增益單元的級數(shù)、每級的增益和控制信號電平有關(guān)，通?？梢宰龅暮艽?。后置后置AGC是從解調(diào)后提取檢測信號來控制高頻或中頻放大器的增益。由是從解調(diào)后提取檢測信號來控制高頻或中頻放大器的增益。由于信號解調(diào)后信噪比較高，于信號解調(diào)后信噪比較高，AGC就可以對信號電平進展有效的控制。就可以對信號電平進展有效的控制?；鶐Щ鶐GC是整個是整個AGC電路均在解調(diào)后的基帶進展處置。基帶電路均在解調(diào)后的基帶進展處置。基帶AGC可以用數(shù)字可以用數(shù)字處

4、置的方法完成，這將成為處置的方法完成，這將成為AGC電路的一種開展方向。電路的一種開展方向。呼應(yīng)時間的長短的調(diào)理由環(huán)路帶寬決議，主要是低通濾波器的帶寬。低呼應(yīng)時間的長短的調(diào)理由環(huán)路帶寬決議，主要是低通濾波器的帶寬。低通濾波器帶寬越寬，那么呼應(yīng)時間越短，但容易出現(xiàn)反調(diào)制景象。所謂通濾波器帶寬越寬，那么呼應(yīng)時間越短，但容易出現(xiàn)反調(diào)制景象。所謂的反調(diào)制是指當(dāng)輸入調(diào)幅信號時，調(diào)幅波的有用幅值變化被的反調(diào)制是指當(dāng)輸入調(diào)幅信號時，調(diào)幅波的有用幅值變化被AGC電路的電路的控制造用所抵消?？刂圃煊盟窒?3第二節(jié) 自動頻率控制電路r 頻率比較器 低通濾波器 壓控振蕩器oUrUr 自動頻率控制是利用誤差信號的

5、反響作用來控制被穩(wěn)定的振蕩器頻率，使之穩(wěn)定。 任務(wù)原理：任務(wù)原理： 穩(wěn)定頻率的另一種方法穩(wěn)定頻率的另一種方法自動頻率控制自動頻率控制 4第二節(jié) 自動頻率控制電路主要性能目的：主要性能目的： 暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性 跟蹤特性跟蹤特性 運用：運用：自動頻率微調(diào)電路簡稱自動頻率微調(diào)電路簡稱AFC電路電路 電視機中的自動微調(diào)電視機中的自動微調(diào)AFT電路電路 調(diào)頻通訊機的AFC系統(tǒng)方框圖AFT電路完成將輸入信號偏離規(guī)范中頻38MHz的頻偏大小鑒別出來，并線性地轉(zhuǎn)化成慢變化的直流誤差電壓，反送至調(diào)諧器本振回路的AFT變?nèi)荻O管兩端，以微調(diào)本振頻率，從而保證中頻準確、穩(wěn)定。 AFT原理方框圖 5第三節(jié)

6、 鎖相環(huán)的根本原理 AFC電路是以消除頻率誤差為目的反響控制電路。由于它的根本原理是利用頻率誤差電壓去消除頻率誤差，所以當(dāng)電路到達平衡形狀之后，必然會有剩余頻率誤差存在，即頻率誤差不能夠為零。這是它固有的缺陷。 鎖相環(huán)也是一種以消除頻率誤差為目的的反響控制電路。但它的根鎖相環(huán)也是一種以消除頻率誤差為目的的反響控制電路。但它的根本原理是利用相位誤差去消除頻率誤差，所以當(dāng)電路到達平衡形狀本原理是利用相位誤差去消除頻率誤差，所以當(dāng)電路到達平衡形狀時，雖然有剩余相位誤差存在，但頻率誤差可以降低到零，從而實時，雖然有剩余相位誤差存在，但頻率誤差可以降低到零，從而實現(xiàn)無頻率誤差的頻率跟蹤和相位跟蹤。現(xiàn)無頻

7、率誤差的頻率跟蹤和相位跟蹤。 6第三節(jié) 鎖相環(huán)的根本原理任務(wù)原理：任務(wù)原理： sin)(rrrrtUtu)()(cos)(0000ttUtu)()()()()(0000ttttttrrrre設(shè)參考信號為 輸出信號為 兩信號之間的瞬時相差為：瞬時頻差為： dttddttdre)()(000)(limdttdet得到輸出信號的頻率偏移量： 00)(rdttd輸出信號的任務(wù)頻率為： rdttdttdtd)()(00007位差 。第三節(jié) 鎖相環(huán)的根本原理)(cos)(0ttUtUooo)()()()()(2021ttttttrre根本環(huán)路方程根本環(huán)路方程 1.鑒相器 鑒相器PD又稱為相位比較器，它是用

8、來比較兩個輸入信號之間的相)(te)(sin)(tutueddtttrr01)()()(sin)(ttUtUrrrr8第三節(jié) 鎖相環(huán)的根本原理2.環(huán)路濾波器 環(huán)路濾波器的模型(a)時域模型；(b)頻域模型 (1)RC積分濾波器 111)(ssF(2)無源比例積分濾波器 1211)(sssF(3)有源比例積分濾波器 111)(ssAsFs9故VCO在復(fù)頻域的表示式為： tctvduKtdtt0000)()(第三節(jié) 鎖相環(huán)的根本原理)(tuc3. 壓控振蕩器 壓控振蕩器(VCO)是一個電壓-頻率變換器，它的振蕩頻率應(yīng)隨輸入控制電壓 線性地變化。 )()(00tuKtcvVCO的輸出對鑒相器起作用的

9、不是瞬時角頻率而是它的瞬時相位： ssUKsc)()(02VCO的傳送函數(shù)為：sKsF0)(sK010第三節(jié) 鎖相環(huán)的根本原理4. 環(huán)路相位模型和根本方程 sindu)(pFpK0)(1t)(te)(tud)(tuc)(2t)()()(21tttepKpFtUted02)()(sin)()()(sin)()()(sin)()(101pFtKtppFtUKtptpeederrtt)()(01瞬時頻差=固有頻差-控制頻差 11第三節(jié) 鎖相環(huán)的根本原理幾個術(shù)語幾個術(shù)語 當(dāng)在環(huán)路的作用下，調(diào)整控制頻差等于固有頻差時，瞬時相差)(te趨向于一個固定值，并不斷堅持下去，此時我們以為鎖相環(huán)路進入鎖定形狀。趨

10、向于一個固定值，并不斷堅持下去，此時我們以為鎖相環(huán)路進入鎖定形狀。 鎖定形狀鎖定形狀 跟蹤過程跟蹤過程 跟蹤是在鎖定的前提下，輸入?yún)⒖碱l率和相位在一定的范圍內(nèi)，以一跟蹤是在鎖定的前提下，輸入?yún)⒖碱l率和相位在一定的范圍內(nèi)，以一定的速率發(fā)生變化時，輸出信號的頻率和相位以同樣的規(guī)律跟隨變化，這定的速率發(fā)生變化時，輸出信號的頻率和相位以同樣的規(guī)律跟隨變化，這一過程稱為環(huán)路的跟蹤過程。一過程稱為環(huán)路的跟蹤過程。 12第三節(jié) 鎖相環(huán)的根本原理失鎖形狀失鎖形狀 失鎖形狀就是瞬時頻差失鎖形狀就是瞬時頻差(r-v)總不為零的形狀?？偛粸榱愕男螤?。 捕獲過程捕獲過程 開機、換頻或由開環(huán)到閉環(huán)，一開場環(huán)路總是失鎖的。因此，環(huán)路需求開機、換頻或由開環(huán)到閉環(huán)，一開場環(huán)路總是失鎖的。因此，環(huán)路需求閱歷一個由失鎖進入鎖定的過程，這一過程稱為捕獲過程。閱歷一個由失鎖進入鎖定的過程，這一過程稱為捕獲過程。 環(huán)路能否發(fā)生捕獲是與固有頻差的環(huán)路能否發(fā)生捕獲是與固有頻差的0大小有關(guān)。大小有關(guān)。 0只需當(dāng)只需當(dāng) 小到某一頻率范圍時，環(huán)路才干捕獲入鎖，這一范圍稱為環(huán)路的捕小到某一頻率范圍時，環(huán)路才干捕獲入鎖，這一范圍稱為環(huán)路的捕獲帶獲帶 。p。 max0p13第三節(jié) 鎖相環(huán)的根本原理鎖相環(huán)運用鎖相環(huán)運用AM信號同步檢波器信號同步檢波器14第四節(jié)