非线性电子线路ch6-1谢嘉奎东南大学

第6章反馈控制电路6.1

反馈控制电路概述

6.2

锁相环路性能分析

6.3

集成锁相环及其应用

第6章反馈控制电路6.1

反馈控制电路概述6.1.1自动电平控制电路

6.1.2自动频率控制电路6.1.3自动相位控制电路(锁相环路)

为了提高通信系统和电子设备的性能指标或实现某些特定要求，必须采用各种反馈控制电路。反馈控制电路的预定关系：xo=g(xi)反馈控制器：比较xo、xi

产生误差量xe。对象：根据

xe

对

xo

调解，稳定时接近预定关系。

反馈控制电路是一种有误差的控制电路。根据控制对象参数不同反馈控制电路分为以下三类：自动电平控制电路自动频率控制电路自动相位控制电路6.1.1自动电平控制电路一、工作原理对象为可控增益放大器，其输入信号：vi=Vimcos

t

输出信号：vo=Vomcos

t

增益：

受误差电压控制。

自动电平控制电路

输入量xi为vr

，输出量xo为Vom

。预定关系：Vom=KvrK—特定常数误差电压：

满足预定关系时：ve=0

调节过程：

①增益控制特性，

②反馈控制器的比较特性。

满足预定关系

ve=0，Vom=Kvr

Vom(Vim

增大或A(0)变化)增大到Vom0，使误差电压增大，Vom0调整为

V

om，振幅减小，误差电压减小，再调整使振幅变为

V

om

，反复循环直到达到

A

点，进入稳定状态。

AI、Ar

越大剩余幅差越小。

二、应用1．自动增益控制电路(AGC)自动增益控制电路的作用：当输出信号电压变化很大时，保持输出电压几乎不变。

调幅接收机加入AGC电路是为了接收机输出的信号稳定，避免声音忽强忽弱。高放、混频、中放构成的可控增益放大器。

AGC检波器输出正比于中放输出的调幅波的载波振幅Vom

的直流，经直流放大器产生误差电压

ve

，控制放大器的增益，使输出信号的载波振幅

Vom

稳定。

2．已调波功率放大器已调波功率放大器电路加入自动电平控制电路是为了减小非线性失真，实现良好的线性放大。

根据输入信号检出的vr

与输出检出的v+

相比较，输出误差电压ve

，调整功率放大器的增益，从而有效地减小非线性失真。6.1.2自动频率控制电路一、工作原理自动频率控制电路的主要作用是自动调整振荡器的频率。

环路的输入量：

vi(t)的角频率

i

环路的输出量：

vo(t)的角频率

o

预定关系：o-i=e0

e

vd

vc

o

反复循环后，环路锁定。VCO不稳定引起的较大角频差

e0

，减小到

e。

限幅鉴频器

频率比较器转换特性e

vc放大器

VCO

可控频率电路转换特性vc

e混频器

(a)o=e0，①→②

(b)M锁定时的平衡点，剩余角频差

(c)M、P稳定平衡点，但

P点环路已失去调解作用。

N不稳定平衡点。

同步带：H=e02

捕捉带：p=e03

二、应用1．自动频率微调电路

采用微调电路的调幅接收机，中频放大器的带宽可以减小，有利于提高接收机的灵敏度和选择性。

2．调频负反馈解调器与普通限幅鉴频器相比，调频负反馈解调器的突出优点是解调门限低。

3．线性扫频电路

采用自动频率控制电路的扫频信号发生器能减小扫频信号的失真。

6.1.3自动相位控制电路(锁相环路)与自动频率控制电路一样，锁相环路

(PLL)也是一种实现频率跟踪的自动控制电路，而且跟踪是无误差的，即

VCO输出信号频率恒等于输入信号频率。

一、组成框图

二、控制过程

o

(o>i)

[o(t)-i(t)]

调整

VCO

o=i

环路锁定，保持固有相差

o。

图6–1–3用旋转矢量说明锁相环路的控制过程(a)失锁(

0>

i)