非線性電子線路ch6-1謝嘉奎東南大學(xué)

第6章反饋控制電路6.1

反饋控制電路概述

6.2

鎖相環(huán)路性能分析

6.3

集成鎖相環(huán)及其應(yīng)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(huán)路)

為了提高通信系統(tǒng)和電子設(shè)備的性能指標(biāo)或?qū)崿F(xiàn)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(yù)定關(guān)系：xo=g(xi)反饋控制器：比較xo、xi

產(chǎn)生誤差量xe。對象：根據(jù)

xe

對

xo

調(diào)解，穩(wěn)定時接近預(yù)定關(guān)系。

反饋控制電路是一種有誤差的控制電路。根據(jù)控制對象參數(shù)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(yù)定關(guān)系：Vom=KvrK—特定常數(shù)誤差電壓：

滿足預(yù)定關(guān)系時：ve=0

調(diào)節(jié)過程：

①增益控制特性，

②反饋控制器的比較特性。

滿足預(yù)定關(guān)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(diào)整為

V

om，振幅減小，誤差電壓減小，再調(diào)整使振幅變?yōu)?/p>

V

om

，反復(fù)循環(huán)直到達(dá)到

A

點，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。

AI、Ar

越大剩余幅差越小。

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

調(diào)幅接收機(jī)加入AGC電路是為了接收機(jī)輸出的信號穩(wěn)定，避免聲音忽強(qiáng)忽弱。高放、混頻、中放構(gòu)成的可控增益放大器。

AGC檢波器輸出正比于中放輸出的調(diào)幅波的載波振幅Vom

的直流，經(jīng)直流放大器產(chǎn)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(wěn)定。

2．已調(diào)波功率放大器已調(diào)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(xiàn)良好的線性放大。

根據(jù)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(diào)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(diào)整振蕩器的頻率。

環(huán)路的輸入量：

vi(t)的角頻率

i

環(huán)路的輸出量：

vo(t)的角頻率

o

預(yù)定關(guān)系：o-i=e0

e

vd

vc

o

反復(fù)循環(huán)后，環(huán)路鎖定。VCO不穩(wěn)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(zhuǎn)換特性e

vc放大器

VCO

可控頻率電路轉(zhuǎn)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(wěn)定平衡點，但

P點環(huán)路已失去調(diào)解作用。

N不穩(wěn)定平衡點。

同步帶：H=e02

捕捉帶：p=e03

二、應(yīng)用1．自動頻率微調(diào)電路

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

2．調(diào)頻負(fù)反饋解調(diào)器與普通限幅鑒頻器相比，調(diào)頻負(fù)反饋解調(diào)器的突出優(yōu)點是解調(diào)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(fā)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(huán)路)與自動頻率控制電路一樣，鎖相環(huán)路

(PLL)也是一種實現(xiàn)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(diào)整

VCO

o=i

環(huán)路鎖定，保持固有相差

o。

圖6–1–3用旋轉(zhuǎn)矢量說明鎖相環(huán)路的控制過程(a)失鎖(

0>

i)