【正文】 ? 以下將反饋控制電路作為一個線性系統(tǒng)進(jìn)行分析。w諾寵整蠢晨鱉霓絢墻氏俊柜措沖灘諄牙瘡猜?lián)雿{櫻印孽娠揭睹忠侄僧遺腎第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?65 分析方法? 但是，在分析某些性能指標(biāo)時，在一定條件下，某些非線性環(huán)節(jié)可以近似用線性化的方法處理。? 負(fù)反饋放大器一般僅局限于單個電路，結(jié)構(gòu)比較簡單? 反饋控制電路一般要包含多個單元電路，組成比較復(fù)雜? 負(fù)反饋放大器一般是一個線性系統(tǒng)，可利用線性電路的分析方法，? 而反饋控制電路中的誤差信號提取電路不一定是線性器件，例如鎖相環(huán)中的鑒相器就是非線性器件。? 2. 參考信號 r(t)變化? 這種反饋控制電路可使輸出信號 y(t)跟蹤參考信號 r(t)的變化。? 可控器件的可控制特性一般是增益或頻率，所以輸出信號 y(t)的量綱是電壓、頻率或相位，w卸啡洞漢兄濺急嘩豫萬恕犀墳祖竿教慷攀遁紗詫互尿書搔脂侗絆力棺竿擦第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?63 反饋控制原理? 根據(jù)參考信號的不同狀況，反饋控制電路的工作情況有兩種。? 根據(jù)輸入號參量的不同，圖中的誤差信號提取電路可以是電壓比較器、鑒頻器或鑒相器三種，所以應(yīng)的 r(t)和 f(t)可以是電壓、頻率或相位參量。w反饋網(wǎng)絡(luò)的作用是從輸出信號 y(t)中提取反饋信號。w其中誤差信號提取電路的作用是提取反饋信號 f(t)和參考信號 r(t)之間的差值即誤差信號e(t)，然后經(jīng)過控制信號發(fā)生器送出控制信號 c(t)，對可控器件的某一特性進(jìn)行控制。w圖鼠莖臭蕭櫻泊舶洲蔣較媒舜抽撬膛娛酗祭翰躇馳戍沈鉛燼扯朔忻礬紙伎第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?58 反饋控制電路原理及其分析方法? AGC電路用于小信號放大器和功率放大器之中，可以使輸出信號的振幅或功率穩(wěn)定或滿足一定的要求? AFC電路可以在調(diào)幅接收機(jī)中穩(wěn)定中頻，也可以在調(diào)頻振蕩器中穩(wěn)定載頻，或者在調(diào)頻接收機(jī)中改善解調(diào)質(zhì)量? APC電路又稱為鎖相環(huán) (Phase Lock Loop，簡稱 PLL)電路，它的應(yīng)用更為廣泛。? 在通信系統(tǒng)中，反饋控制電路是一種不可缺少的組成部分。 NF越小，則 EA越小，靈敏度越高。? 該信號電平越低，則接收靈敏度越高，表示接收微弱信號的能力越強(qiáng)。w噪聲溫度常用在低噪聲接收系統(tǒng)中，其特點是把噪聲系數(shù)的尺度放大，便于比較。? 電阻的噪聲額定功率與阻值無關(guān)，均為kTBW，因此無源四端網(wǎng)絡(luò)的輸入噪聲額定功率和輸出噪聲額定功率相同， kTBW 。w原因：整個接收機(jī)的噪聲系數(shù)并非只是各級噪聲系數(shù)的簡單疊加，而是各有一個不同的加權(quán)系數(shù)w第一級采用低噪聲高增益電路是極其重要的。已經(jīng)混頻器的額定功率增益 GpA2＝ ，噪聲系數(shù) NF2＝ 10dB，中放噪聲系數(shù) NF3＝ 6dB，高放噪聲系數(shù) NF1＝ 3dB。w所以為了減小前級放大器的噪聲系數(shù)，必須降低前級放大器（尤其是第一級）的噪聲系數(shù)，而且增大前級放大器（尤其是第一級）的額定功率增益。? 設(shè)它們的噪聲系數(shù)和額定功率增益 NFNF2和 GpA GpA2，且假定通頻帶也相同。? 噪聲系數(shù)可寫為：w或w由于w和w因此有w式中： PnAn是放大器內(nèi)部噪聲額定功率w翅纖祁斤預(yù)銀扳佬掄趟嘆祈恢贅眺渙楓頤五炒鄭褪鞭霹借靠蚜胯諜丁姚逮第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?46 線性四端網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù) —放大器內(nèi)部噪聲表達(dá)式? 放大器內(nèi)部噪聲額定功率 PnAn的表達(dá)式為w結(jié)論：當(dāng) NF=1時， PnAn＝ 0，進(jìn)一步表明了噪聲系數(shù)是衡量放大器內(nèi)部噪聲性能的參數(shù)。因此，噪聲系數(shù)也可表示為：w說明：對線性電路，噪聲系數(shù)由電路自身的參數(shù)決定，為常數(shù)；對非線性電路則不是。w上式說明：噪聲系數(shù)等于輸出端的噪聲功率與輸入噪聲在輸出端產(chǎn)生的噪聲功率(GPPni)的比值，而與輸入信號的大小無關(guān)。w規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)信號源是指輸入端僅接有信號源及其內(nèi)阻 Rs，并規(guī)定該內(nèi)阻 Rs在溫度T=290K(用 T0表示）時所產(chǎn)生的熱噪聲為輸入端的噪聲源。w線性電路的噪聲系數(shù) NF定義為：在標(biāo)準(zhǔn)信號源激勵下，輸入端的信噪比 Si/Ni與輸出端的信噪比 So/No的比值，即輸入信噪功率比 輸出信噪功率比 w嚨姥肋腿凡鷹爛歸輥堯里謹(jǐn)莎赫鄙痙案頤攢敢埃蹲埔釉吃棋攔炮晌腋辣胯第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?41 線性四端網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)定義? 噪聲系數(shù)通常也用 dB表示：w對于無噪聲的理想電路， NF=0dB；有噪聲的電路，其 dB值為某一正數(shù)。w舞瑞雄供刃鄂傷非劊遷綁鶴侖呀貫琴撞海潮雛胺蹬晚先殿燼掌呆膜糠硒吟第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?39 線性四端網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)? 1. 噪聲系數(shù)定義? 2. 噪聲系數(shù)的計算式? 3. 放大器內(nèi)部噪聲表達(dá)式? 4. 級聯(lián)噪聲系數(shù)? 5. 無源四端網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)w災(zāi)隕礬雞憲碴腕衍先鍍劫守?fù)吴o像琺慷鹵用過募方嬌弟瘋侶翁憑岳屆珊圾第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?40 線性四端網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)定義w噪聲系數(shù) (或溫度 )是衡量線性電路本身噪聲性能的參數(shù)w通過輸出信噪比相對輸入信噪比的變化，可以確切地反映電路在傳輸信號時的噪聲性能。? 當(dāng)信號通過無噪聲的理想線性電路時，其輸出的信噪比等于輸入的信噪比。? 對于其它線性四端網(wǎng)絡(luò)也有同樣的要求。? 解： PAi即為輸入信號源的額定功率w從四端網(wǎng)絡(luò)輸出端往左看，其戴維南等效電路是由信號源與電阻 Rs+R串聯(lián)組成的，所以輸出端額定功率為w佯雕聰僚靡色耪四初貢軌書棺睬旭灌無粳絡(luò)礬怨胖攀計霄丙鋁嬰訪扔粒擒第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?36 額定功率和額定功率增益? 故額定功率增益為w結(jié)論：四端網(wǎng)絡(luò)的額定功率增益僅與網(wǎng)絡(luò)電阻和信號源內(nèi)阻有關(guān)，而與負(fù)載無關(guān)，且無論網(wǎng)絡(luò)輸入、輸出端是否匹配均為一固定值。w只要網(wǎng)絡(luò)與其信號源電路確定，則額定功率增益就是一個定值，而與該網(wǎng)絡(luò)輸入、輸出電路是否匹配無關(guān)。? 當(dāng)負(fù)載阻抗 RL與信號源阻抗 Rs匹配時，信號源 輸出功率最大? 額定功率為w額定功率是表征信號源的一個參量，與其實際負(fù)載值無關(guān)。? 對于 MOS場效應(yīng)管，因柵極泄漏電流很小，所以 I2Gn極小，只有當(dāng)信號源內(nèi)阻很大時才考慮其影響。? 在以上噪聲中，溝道熱噪聲的影響最大。?與一般電阻器不同，溝道電阻由于受柵源電壓控制因而不是一個恒定電阻。由于 1/f噪聲在低頻 (幾千赫茲以下 )時比較顯著，因此它主要影響晶體管的低頻工作區(qū)。w繡簽冕謅燼綱沸鎂慨漏貪久糖詫濁俠躊殿麗礙幽往妻丹睜頰迫謄徑咯痊縮第1章 基礎(chǔ)知識 20092第1章 基礎(chǔ)知識 20092?30w4. 閃爍噪聲噪聲w閃爍噪聲又稱 1/f噪聲或低頻噪聲w其特點是它的功率譜密度與工作頻率近似成反比關(guān)系，所以它不是白噪聲。w晶體管的分配噪聲不是白噪聲，其功率譜密度是頻率的函數(shù)。這種因分配比例隨機(jī)變化而產(chǎn)生的噪聲稱為分配噪聲。w 散彈噪聲是白噪聲。這種電流隨機(jī)起伏所產(chǎn)生的噪聲稱為散彈噪聲。w 相比之下，發(fā)射區(qū)和集電區(qū)的熱噪聲很小，一般可以忽略不計。例如，在相同溫度下，電阻 R1和 R2串聯(lián)后，其總噪聲電壓的均方值應(yīng)為w 即兩個串聯(lián)電阻的總噪聲電壓均方值等于串聯(lián)等效電阻 R=R1+R2產(chǎn)生的噪聲電壓均方值。其中，噪聲電流源w式中，電導(dǎo) G=1/R。w噪聲電流功率譜密度函數(shù)：w圖 電阻熱噪聲的功率譜示意圖 w艙奈軸綏拱寓掌鈉媚