第6章反饋控制電路6.1

反饋控制電路概述

6.2

鎖相環路性能分析

6.3

集成鎖相環及其應用

第6章反饋控制電路6.1

反饋控制電路概述6.1.1自動電平控制電路

6.1.2自動頻率控制電路6.1.3自動相位控制電路(鎖相環路)

為了提高通信系統和電子設備的性能指標或實現某些特定要求，必須采用各種反饋控制電路。反饋控制電路的預定關系：xo=g(xi)反饋控制器：比較xo、xi

產生誤差量xe。對象：根據

xe

對

xo

調解，穩定時接近預定關系。

反饋控制電路是一種有誤差的控制電路。根據控制對象參數不同反饋控制電路分為以下三類：自動電平控制電路自動頻率控制電路自動相位控制電路6.1.1自動電平控制電路一、工作原理對象為可控增益放大器，其輸入信號：vi=Vimcos

t

輸出信號：vo=Vomcos

t

增益：

受誤差電壓控制。

自動電平控制電路

輸入量xi為vr

，輸出量xo為Vom

。預定關系：Vom=KvrK—特定常數誤差電壓：

滿足預定關系時：ve=0

調節過程：

①增益控制特性，

②反饋控制器的比較特性。

滿足預定關系

ve=0，Vom=Kvr

Vom(Vim

增大或A(0)變化)增大到Vom0，使誤差電壓增大，Vom0調整為

V

om，振幅減小，誤差電壓減小，再調整使振幅變為

V

om

，反復循環直到達到

A

點，進入穩定狀態。

AI、Ar

越大剩余幅差越小。

二、應用1．自動增益控制電路(AGC)自動增益控制電路的作用：當輸出信號電壓變化很大時，保持輸出電壓幾乎不變。

調幅接收機加入AGC電路是為了接收機輸出的信號穩定，避免聲音忽強忽弱。高放、混頻、中放構成的可控增益放大器。

AGC檢波器輸出正比于中放輸出的調幅波的載波振幅Vom

的直流，經直流放大器產生誤差電壓

ve

，控制放大器的增益，使輸出信號的載波振幅

Vom

穩定。

2．已調波功率放大器已調波功率放大器電路加入自動電平控制電路是為了減小非線性失真，實現良好的線性放大。

根據輸入信號檢出的vr

與輸出檢出的v+

相比較，輸出誤差電壓ve

，調整功率放大器的增益，從而有效地減小非線性失真。6.1.2自動頻率控制電路一、工作原理自動頻率控制電路的主要作用是自動調整振蕩器的頻率。

環路的輸入量：

vi(t)的角頻率

i

環路的輸出量：

vo(t)的角頻率

o

預定關系：o-i=e0

e

vd

vc

o

反復循環后，環路鎖定。VCO不穩定引起的較大角頻差

e0

，減小到

e。

限幅鑒頻器

頻率比較器轉換特性e

vc放大器

VCO

可控頻率電路轉換特性vc

e混頻器

(a)o=e0，①→②

(b)M鎖定時的平衡點，剩余角頻差

(c)M、P穩定平衡點，但

P點環路已失去調解作用。

N不穩定平衡點。

同步帶：H=e02

捕捉帶：p=e03

二、應用1．自動頻率微調電路

采用微調電路的調幅接收機，中頻放大器的帶寬可以減小，有利于提高接收機的靈敏度和選擇性。

2．調頻負反饋解調器與普通限幅鑒頻器相比，調頻負反饋解調器的突出優點是解調門限低。

3．線性掃頻電路

采用自動頻率控制電路的掃頻信號發生器能減小掃頻信號的失真。

6.1.3自動相位控制電路(鎖相環路)與自動頻率控制電路一樣，鎖相環路

(PLL)也是一種實現頻率跟蹤的自動控制電路，而且跟蹤是無誤差的，即

VCO輸出信號頻率恒等于輸入信號頻率。

一、組成框圖

二、控制過程

o

(o>i)

[o(t)-i(t)]

調整

VCO

o=i

環路鎖定，保持固有相差

o。

圖6–1–3用旋轉矢量說明鎖相環路的控制過程(a)失鎖(

0>

i)