高頻反饋控制電路ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-03 12:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 U dt? r ( t )? r? 00T f T tud( t )＋ Ud0－ Udt?r( t )?r?00TfTt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 23 鎖定正是在由穩(wěn)態(tài)相差 θe(∞)產(chǎn)生的直流控制電壓作用下，強(qiáng)制使 VCO的振蕩角頻率 ωv相對(duì)于 ω0偏移了 Δω0而與參考角頻率 ωr相等的結(jié)果。 鎖定后無(wú)頻差，這是鎖相環(huán)的一個(gè)重要特征。 0)(39。lim ???tet? 鎖定狀態(tài) 當(dāng)在環(huán)路的作用下 ， 調(diào)整控制頻差等于固有頻差時(shí) ，瞬時(shí)相差 θe(t)趨向于一個(gè)固定值 ， 并一直保持下去 ， 我 們將這種狀態(tài)稱為鎖相環(huán)路進(jìn)入了 鎖定狀態(tài) 。 在鎖定狀態(tài)，瞬時(shí)頻差滿足： 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 24 (1) 跟蹤的概念： 跟蹤是在鎖定的前提下，輸入?yún)⒖碱l率和相位以一定的速率發(fā)生變化時(shí)，輸出信號(hào)的頻率和相位以同樣的規(guī)律跟隨變化，這一過(guò)程 稱為環(huán)路的跟蹤過(guò)程。 (2) 跟蹤過(guò)程 假設(shè)輸入信號(hào)頻率 ωr增大時(shí)， 固有頻差 Δω0 =|ωr –ω0|也增大，這使穩(wěn)態(tài)相差增大，從而使直流控制電壓增大，這必使 VCO產(chǎn)生的控制頻差 Δωv增大。當(dāng) Δωv 大得足以補(bǔ)償固有頻差 Δω0時(shí)，環(huán)路維持鎖定。 如果繼續(xù)增大 Δω0，則 環(huán)路失鎖 (ωv≠ωr )。 跟蹤過(guò)程 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 25 鎖相環(huán)的特點(diǎn) 由以上的討論已知，鎖相環(huán)路具有以下幾個(gè)重要特性 : (1)環(huán)路鎖定后，沒(méi)有剩余頻差 。 (2)跟蹤特性： VCO的輸出頻率可以跟蹤輸入信號(hào)的變化，表現(xiàn)出良好的跟蹤特性。在接收有 多普勒頻移的動(dòng)目標(biāo) 時(shí)，這種特性尤為重要。 (3)濾波特性： 鎖相環(huán)具有窄帶特性， 當(dāng)壓控振蕩器頻率鎖定在輸入頻率上時(shí)，僅位于輸入信號(hào)頻率附近的干擾成分能以低頻干擾的形式進(jìn)入環(huán)路，而絕大多數(shù)的干擾會(huì)受到環(huán)路低通濾波器的抑制 ，從而減少了對(duì)壓控振蕩器的影響。 (4)低門(mén)限特性： 鎖相環(huán)路用作調(diào)頻信號(hào)解調(diào)時(shí)，與普通鑒頻器相比較，有低門(mén)限信噪比特性。這是 因?yàn)榄h(huán)路有反饋控制作用，跟蹤相位差小，降低了鑒相特性的非線性影響 ，從而改善了門(mén)限效應(yīng)。 下面介紹鎖相環(huán)的幾種應(yīng)用。 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 26 鎖相環(huán)的主要應(yīng)用 同步檢波器 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 27 (1).鎖相環(huán)路的調(diào)頻與解調(diào) A、 用鎖相實(shí)現(xiàn)調(diào)頻 用鎖相環(huán)調(diào)頻 ， 能夠得到 中心頻率高度穩(wěn)定 的調(diào)頻信號(hào) 。 實(shí)現(xiàn)調(diào)制的的條件是 ：調(diào)制信號(hào)的頻譜要處于低通濾波器通頻帶之外 ， 并且調(diào)頻指數(shù)不能太大 。 fi(t)晶振 PD LF VCO fo(t)調(diào)頻波 fΩ(t)調(diào)制信號(hào) + 當(dāng)調(diào)制信號(hào)為鋸齒波時(shí)，可輸出掃頻信號(hào)。當(dāng)調(diào)制信號(hào)為數(shù)字脈沖時(shí)，可產(chǎn)生移頻鍵控調(diào)制（ FSK信號(hào)） 調(diào)制信號(hào)作為 VCO控制電壓的一部分使其頻率產(chǎn)生相應(yīng)的變化，由此在輸出端得到已調(diào)頻信號(hào)。 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 28 B、 用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào) 如果將環(huán)路的頻帶設(shè)計(jì)的足夠?qū)?， 使 環(huán)路捕捉帶大于調(diào)頻波的最大頻偏 ， 利用鎖相環(huán)的跟蹤特性 ， 可以使 VCO的振蕩頻率跟蹤輸入調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率 。 如果 VCO的電壓 頻率特性是線形的 ， 則 加到 VCO的控制電壓的變化規(guī)律必與調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率變化規(guī)律相同 ， 因此在 LF的輸出端可獲得不失真的解調(diào)輸出 。 調(diào)頻波鎖相解調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是 解調(diào)門(mén)限值比普通鑒相器低 4— 5dB。 PD LF VCO VFM(t)調(diào)頻波 VΩ(t)調(diào)制信號(hào) 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 29 PD LF VCO VAM(t)調(diào)幅波 VΩ(t)調(diào)制信號(hào) π/2 同步檢波 （ 2 原理： 用鎖相環(huán)對(duì)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，實(shí)際上是利用鎖相環(huán)路提供一個(gè)穩(wěn)定度高的載波信號(hào)電壓，與調(diào)頻波在非線性器件中乘積檢波，輸出的就是原調(diào)制信號(hào) 。 AM信號(hào)頻譜中 ， 除包含調(diào)制信號(hào)的邊帶外 ， 還含有較強(qiáng)的載波分量 ， 使用載波跟蹤環(huán)可將載波分量提取出來(lái) ， 再經(jīng) 90176。 移相 ，可用作同步檢波器的相干載波 。 這種同步檢波器如圖所示 。 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 30 鎖相倍頻 在鎖相環(huán)路的 反饋通道中插入分頻器 就可構(gòu)成鎖相倍頻電路。 ω i(t) PD LF VCO vi(t) vo(t) ω o(t) ω o(t)/N N?當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí) ， 鑒相器兩輸入信號(hào)頻率相等 。 即有： ii NN ???? ???00式中 N為分頻器的倍頻比。 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 31 鎖相分頻： 在鎖相環(huán)路中 插入倍頻器 就可構(gòu)成鎖相分頻電路。 ω i(t) PD LF VCO vi(t) vo(t) ω o(t) Nω o(t) N?當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)： NNiooi???? ???式中 N為倍頻器的倍頻次數(shù)。 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 32 鎖相混頻器 設(shè)混頻器的本振信號(hào)頻率為 ωL ，在 ωLωo時(shí)混頻器的輸出頻率為 （ ωLωo）， 經(jīng)差頻放大
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