高頻電子線路（第4版）課件【ch08】無線電技術(shù)中的反饋控制電路

無線電技術(shù)中的反饋控制電路電子信息科學(xué)與電氣信息類基礎(chǔ)課程高頻電子電路（第四版）第八章01反饋控制系統(tǒng)的概念反饋控制系統(tǒng)的方框圖如圖8.1.1所示。反饋控制系統(tǒng)的概念反饋控制系統(tǒng)的概念①誤差檢測。控制信號產(chǎn)生和誤差信號校正全部都是自動完成的。②系統(tǒng)是根據(jù)誤差信號的變化而進(jìn)行調(diào)整的，而不管誤差信號是由哪種原因產(chǎn)生的。③系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)能夠減小誤差信號的變化，但不可能完全消除。反饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)反饋控制系統(tǒng)的概念反饋控制系統(tǒng)的基本分析反饋控制系統(tǒng)的概念反饋控制系統(tǒng)的概念反饋控制系統(tǒng)的概念反饋控制系統(tǒng)的概念反饋控制系統(tǒng)的概念（1）反饋控制系統(tǒng)的瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)（2）反饋控制系統(tǒng)的跟蹤特性反饋控制系統(tǒng)的跟蹤特性是指誤差信號e與參考信號r的關(guān)系。（3）反饋控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)反饋控制系統(tǒng)在正弦信號作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)稱為頻率響應(yīng)。（4）反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是必須考慮的重要問題之一。（5）反饋控制系統(tǒng)的控制范圍反饋控制系統(tǒng)的基本特性的分析反饋控制系統(tǒng)的概念02自動增益控制（AGC）電路自動增益控制電路是某些電子設(shè)備，特別是接收設(shè)備的重要的輔助電路之一，其主要作用是使設(shè)備的輸出電平保持為一定的數(shù)值。因此也稱自動電平控制（AGC）電路。接收機(jī)的輸出電平取決于輸入信號電平和接收機(jī)的增益。由于種種原因，接收機(jī)的輸入信號變化范圍往往很大，微弱時可以是一微伏或幾十微伏，信號強(qiáng)時可達(dá)幾百毫伏。也就是說，最強(qiáng)信號和最弱信號相差可達(dá)幾十分貝。這種變化范圍叫做接收機(jī)的動態(tài)范圍。自動增益控制（AGC）電路AGC電路的組成如圖8.2.1所示。它包含可控增益電路、電平檢測電路、濾波器、比較器和控制信號產(chǎn)生器。自動增益控制（AGC）電路自動增益控制（AGC）電路1、利用控制放大器本身的參數(shù)改變增益利用控制放大器本身的參數(shù)改變增益的方法有改變發(fā)射極電流，改變放大器負(fù)載，改變差分對電流分配比以及改變負(fù)反饋等多種形式。放大器的增益控制一一可控增益電路自動增益控制（AGC）電路放大器的增益控制一一可控增益電路自動增益控制（AGC）電路放大器的增益控制一一可控增益電路自動增益控制（AGC）電路放大器的增益控制一一可控增益電路自動增益控制（AGC）電路放大器的增益控制一一可控增益電路自動增益控制（AGC）電路1、利用在放大器級間插入可控衰減器改變增益簡單的二極管電控衰減器如圖8.2.12所示。放大器的增益控制一一可控增益電路自動增益控制（AGC）電路平均值型AGC電路適應(yīng)于被控信號中含有一個不隨有用信號變化的平均值的情況。平均值型AGC電路峰值型AGC電路適應(yīng)于被控信號中含有一個不隨有用信號變化的峰值的情況。峰值型AGC電路選通型AGC電路具有更強(qiáng)的抗干擾能力，多用于高質(zhì)量的電視接收機(jī)和某些雷達(dá)接收機(jī)。選通型AGC電路AGC控制電壓的產(chǎn)生——電平檢測電路自動增益控制（AGC）電路03自動頻率控制（AFC）電路1、AFC電路的組成AFC電路的組成和基本特性自動頻率控制（AFC）電路2、AFC電路基本特性的分析AFC電路的組成和基本特性自動頻率控制（AFC）電路2、AFC電路基本特性的分析AFC電路的組成和基本特性自動頻率控制（AFC）電路因?yàn)槌獠罱邮諜C(jī)的增益與選擇性主要由中頻放大器決定，這就要求中頻頻率很穩(wěn)定。自動頻率微調(diào)電路為使調(diào)頻發(fā)射機(jī)既有大的頻偏，又有穩(wěn)定的中心頻率，往往采用AFC電路。穩(wěn)定調(diào)頻發(fā)射機(jī)的中心頻率存在噪聲時，調(diào)頻波解調(diào)器有一個解調(diào)門限值，當(dāng)其輸入端的信噪比高于解調(diào)門限時，經(jīng)調(diào)頻波解調(diào)器解調(diào)后的輸出信噪比將有所提高，且其值與輸入端的信噪比呈線性關(guān)系。調(diào)頻負(fù)反饋解調(diào)器AFC電路的應(yīng)用舉例自動頻率控制（AFC）電路04自動相位控制（APC）電路(鎖相環(huán)路PLL)鎖相環(huán)路（PLL)和AGC,AFC電路一樣，也是一種反饋控制電路。它是一個相位誤差控制系統(tǒng)，是將參考信號與輸出信號之間的相位進(jìn)行比較，產(chǎn)生相位誤差電壓來調(diào)整輸出信號的相位，以達(dá)到與參考信號同頻的目的。在達(dá)到同頻的狀態(tài)下，兩個信號之間的穩(wěn)定相差亦可做得很小。鎖相環(huán)路早期應(yīng)用于電視接收機(jī)的同步系統(tǒng)，使電視圖像的同步性能得到了很大的改善。20世紀(jì)50年代后期，隨著空間技術(shù)的發(fā)展，鎖相技術(shù)用于接收來自空間的微弱信號，顯示了很大的優(yōu)越性，它能把深埋在噪聲中的信號（信噪比約-10～-30dB）提取出來，因此，鎖相技術(shù)得到迅速發(fā)展。到了60年代中、后期，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，集成鎖相環(huán)路也應(yīng)運(yùn)而生，因而，其應(yīng)用范圍越來越寬，在雷達(dá)、制導(dǎo)、導(dǎo)航、遙控、遙測、通信、廣播電視、儀器、測量、計(jì)算機(jī)乃至一般工業(yè)都有不同程度的應(yīng)用，遍及整個電子技術(shù)領(lǐng)域，而且正朝著多用途、集成化、系列化、高性能的方向進(jìn)一步發(fā)展。自動相位控制（APC）電路(鎖相環(huán)路PLL)基本的鎖相環(huán)路是由鑒相器（PD），環(huán)路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO）組成的自動相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖8.4.1所示。1、鎖相環(huán)路的組成與模型自動相位控制（APC）電路(鎖相環(huán)路PLL)加到鎖相環(huán)路的參考信號通?？梢苑譃閮深悾阂活愂穷l率和相位固定不變（即均為常數(shù)）的信號，另一類是頻率租相位按某種規(guī)律變化的信號。我們從最簡單的情況出發(fā)考察環(huán)路在第一類信號輸入時的工作過程。2、鎖相環(huán)路的工作過程和工作狀態(tài)自動相位控制（APC）電路(鎖相環(huán)路PLL)鑒相器輸出仍然是一個上下對稱的正弦差拍波，環(huán)路未起控制作用。環(huán)路處于“失鎖”狀態(tài)。失鎖與鎖定狀態(tài)為使調(diào)頻發(fā)射機(jī)既有大的頻偏，又有穩(wěn)定的中心頻率，往往采用AFC電路。牽引捕獲狀態(tài)如果說鎖定狀態(tài)是相對靜止的同步狀態(tài)，則跟蹤狀態(tài)就是相對運(yùn)動的同步狀態(tài)。。跟蹤狀態(tài)環(huán)路的動態(tài)過程自動相位控制（APC）電路(鎖相環(huán)路PLL)1.環(huán)路的瞬態(tài)響應(yīng)和正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)當(dāng)環(huán)路輸入的參考信號的頻率或相位發(fā)生變化時，通過環(huán)路自身的調(diào)節(jié)作用，使壓控振蕩器的頻率和相位跟蹤參考信號的變化。如果是理想的跟蹤，那么輸出信號的頻率和梧位都應(yīng)與參考信號相同。2.環(huán)路的頻率響應(yīng)將環(huán)路的閉環(huán)傳遞函數(shù)代替，即可得環(huán)路的頻率特性。所謂環(huán)路的頻率特性是指環(huán)路輸入?yún)⒖夹盘柕南辔蛔稣易兓瘯r，在穩(wěn)、態(tài)情況下，環(huán)路輸出正弦相位對輸入正弦相位的比值隨輸入正弦相位的頻率變化的特性。鎖相環(huán)路的跟蹤性能一一鎖相環(huán)路的線性分析自動相位控制（APC）電路(鎖相環(huán)路PLL)鎖相環(huán)路的應(yīng)用(1）良好的跟蹤特性(2）良好的窄帶濾波特性(3）環(huán)路在鎖定狀態(tài)時元剩余頻差存在(4）良好的門限特性自動相位控制（APC）電路(鎖相環(huán)路PLL)在穩(wěn)頻技術(shù)中的應(yīng)用(1）鎖相倍頻電路(2）鎖相分頻電路(3）鎖相