高頻反饋控制電路ppt課件(已修改)
2025-05-19 12:10 本頁(yè)面
【正文】 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 1 第 8章 反饋控制電路 自動(dòng)增益控制電路 自動(dòng)頻率控制電路 鎖相環(huán)的基本原理 新版：第 4章 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 2 在通信系統(tǒng)和電子設(shè)備中，為了提高技術(shù)性能，或者實(shí)現(xiàn)某些特殊的高指標(biāo)要求，廣泛采用各種類(lèi)型的 反饋控制回路 。 特別是在航空航天電子系統(tǒng)中 , 由于收、發(fā)設(shè)備是裝在不同的運(yùn)載體上 , 二者之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng) , 必然產(chǎn)生 多普勒效應(yīng) , 因此引入隨機(jī)頻差。 概 述 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 3 傳送信息的載波信號(hào)含有三個(gè)基本參數(shù)，即振幅、頻率和相位。反饋控制電路就是對(duì)這三個(gè)參數(shù)分別進(jìn)行控制。 自動(dòng)增益控制（ AGC） 自動(dòng)頻率控制（ AFC） 自動(dòng)相位控制（ APC） 其中自動(dòng)相位控制電路又稱(chēng)為 鎖相環(huán)路（ PLL） , 是應(yīng)用最廣的一種反饋控制電路。 通信系統(tǒng)反饋控制電路種類(lèi) 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 4 反饋控制電路的組成如圖所示 由 比較器 、 控制信號(hào)發(fā)生器 、 可控器件 和 反饋網(wǎng)絡(luò) 四部分組成一個(gè)負(fù)反饋閉合環(huán)路 。 比較器控制信號(hào)發(fā)生器參考信號(hào)ur( t )誤差信號(hào)ue( t )可控器件控制信號(hào)uc( t )反饋網(wǎng)絡(luò)反饋信號(hào)uf( t )輸入信號(hào)ui( t )輸出信號(hào)uo( t )第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 5 高頻放大器至解調(diào)器混頻器中頻放大器直流放大器AGC檢波器ur具有 AGC電路的接收機(jī)組成框圖 AGC的目的 當(dāng)輸入信號(hào)電壓 變化很大 時(shí)，保持接收機(jī)輸出電壓恒定或 基本不變 。 自動(dòng)增益控制電路 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 6 自動(dòng)頻率控制 （ AFC） 電路由 頻率比較器 、 低通濾波器和 可控頻率器件 三部分組成 ， 如圖所示 。 自動(dòng)頻率控制電路 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 7 當(dāng) f0 = fr（標(biāo)稱(chēng)頻率）時(shí)，鑒頻器輸出 uc=0，壓控振蕩器振蕩 頻率不變 ； 鎖定狀態(tài)的 Δf 稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)頻率誤差（ 剩余頻率誤差 ）。 當(dāng) f0 ? fr 時(shí)，鑒頻器就有誤差電壓 ue輸出，經(jīng)過(guò) LP得到 uc， uc控制 VCO的振蕩頻率，使 VCO的頻率 f0發(fā)生變化。 變化的結(jié)果使頻率誤差 |f0 fr| 減小到一定值 Δf，自動(dòng)控制過(guò)程即停止， VCO即穩(wěn)定于 f0=fr?Δf 的頻率上，環(huán)路進(jìn)入鎖定狀態(tài)。 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 8 鎖相環(huán)的基本原理 新版：第 鎖相環(huán)也是以 消除頻率誤差為目的 的反饋控制電路 ，但是它是 利用相位誤差去消除頻率誤差 ， 因此當(dāng)電路達(dá)到平衡狀態(tài)后 ， 盡管存在 剩余相位誤差存在 ， 但頻率誤差可以降低到零 ， 從而 實(shí)現(xiàn)無(wú)頻率誤差 的頻率跟蹤和相位跟 蹤。 AFC電路是以 消除頻率誤差為目的 的反饋控制電路 ， 基本思想是利用頻率誤差電壓去消除頻率誤差 ， 因此當(dāng)電路達(dá)到平衡狀態(tài)后 ， 必然 會(huì)有剩余頻率誤差存在 ， 即頻率誤 差不可能為零。 這是 AFC的固有缺點(diǎn)。 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 9 鎖相環(huán)是一個(gè) 相位負(fù)反饋控制 系統(tǒng)。它由三個(gè)基本部件組成。 鑒 相 器 (PD): 產(chǎn)生誤差電壓 Ud(t) 環(huán)路濾波器 (LF): 產(chǎn)生控制電壓 Uc(t) 電壓控制振蕩器 (VCO):輸出瞬時(shí)頻率 ?v 當(dāng) ?v?r時(shí)， →Δ?(t) → Ud(t) →Uc(t) → ?v ↓， 直到 → Δ?(t) = Δ?∞， ?v = ?r ，環(huán)路鎖定。 參 考 信 號(hào)PDur( t )LFud( t )V C Ouc( t ) uo( t )輸 出 信 號(hào)?v ?r ?0 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 10 舉例說(shuō)明 （以一階鎖相環(huán)為例） 未鎖定 鎖定 可見(jiàn)，環(huán)路鎖定過(guò)程中 ?e(t) 是從 0～ 2π周期的變化，若干周期后使 ?e= ?e∞，則環(huán)路被鎖定。 ee()t?? ?? 0i???環(huán)路鎖定的充分必要條件 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 11 各種反饋控制電路，由于它們均是利用誤差產(chǎn)生控制電壓，去控制受控對(duì)象，當(dāng)電路達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡以后，必然存在一定的誤差 ——稱(chēng)之為 穩(wěn)態(tài)誤差 。 AGC： 電平誤差 △ A (△ U) AFC： 頻率誤差 △ f APC（ PLL） : 相位誤差 △ ? 結(jié)論 ： PLL也是一種實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤的自動(dòng)控制電路，它與AFC電路的區(qū)別在于可以實(shí)現(xiàn) 無(wú)誤差的頻率跟蹤，即 fv = fr 而其它頻率控制系統(tǒng)總是會(huì)存在頻率差。 Demo: the Phenomenon of PLL in the Fourth Experiment . 第 8章 反饋控制電路 第二十三講 反饋控制電路 6/4/2022 11:19 AM 12 調(diào)制信號(hào)參數(shù)：直流分量 V0 = V，交流分量： 1
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