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高频电子线路Chapter 7 反馈控制电路 湖北大学物电学院　余琼蓉 第7章 反馈控制电路 7.1 自动增益控制电路 7.2 自动频率控制电路 7.3 锁相环的基本原理 7.4 频率合成器  7.1 自动增益控制电路 一、 工作原理 设输入信号振幅为Ui,输出信号振幅为Uo,可控增益放大器增益为Kv(uc),它是控制电压uc的函数,则有 二、自动增益控制电路 根据输入信号的类型、特点以及对控制的要求,AGC电路主要有以下几种类型。 1．简单AGC电路 2．延迟AGC电路 3．前置AGC、后置AGC与基带AGC 1．简单AGC电路 在简单AGC电路里,参考电平Ur＝0。这样,只要输入信号振幅Ui增加,AGC的作用就会使增益Kv减小,从而使输出信号振幅Uo减小。为简单AGC的特性曲线。 mi mo为AGC电路限定的输入(出)信号振幅最大值与最小值之比（输入动态范围）,即 2．延迟AGC电路  在延迟AGC电路里有一个起控门限,即比较器参考电压Ur,它对应的输入信号振幅Uimin,如图7―5所示。 3．前置AGC、后置AGC与基带AGC 前置AGC是指AGC处于解调以前,由高频（或中频）信号中提取检测信号,通过检波和直流放大,控制高频（或中频）放大器的增益。 后置AGC是从解调后提取检测信号来控制高频（或中频）放大器的增益。 基带AGC是整个AGC电路均在解调后的基带进行处理。 三、 AGC的性能指标 1．动态范围 AGC电路是利用电压误差信号去消除输出信号振幅与要求输出信号振幅之间电压误差的自动控制电路。 2．响应时间 AGC电路是通过对可控增益放大器增益的控制来实现对输出信号振幅变化的限制,而增益变化又取决于输入信号振幅的变化,所以要求AGC电路的反应既要能跟得上输入信号振幅的变化速度,又不会出现反调制现象,这就是响应时间特性。 7.2 自动频率控制电路 一、 工作原理 自动频率控制（AFC）电路由频率比较器、低通滤波器和可控频率器件三部分组成,如图7―7所示。 二、 主要性能指标 对于AFC电路,其主要的性能指标是暂态和稳态响应以及跟踪特性。 1．暂态和稳态特性 由图8―7可得AFC电路的闭环传递函数 2．跟踪特性 由图8―7可求得AFC电路的误差传递函数T（s）,它是误差角频率Ωe（s）与参考角频率Ωr（s）之比,其表达式为 三、 应用 1．自动频率微调电路（简称AFC电路） 图8―8是一个调频通信机的AFC系统的方框图。这里是以固定中频fI作为鉴频器的中心频率,亦作为AFC系统的标准频率。 7.3锁相环的基本原理 7.3.1 工作原理 锁相环是一个相位负反馈控制系统。它由鉴相器(Phase Detector,缩写为PD)、环路滤波器(Loop Filter,缩写为LF)和电压控制振荡器(Voltage Controlled Oscillator,缩写为VCO)三个基本部件组成,如图8―10所示。 设参考信号为 锁定后两信号之间的相位差表现为一固定的稳态值。即 1.鉴相器 鉴相器（PD）又称为相位比较器,它是用来比较两个输入信号之间的相位差θe(t)。鉴相器输出的误差信号ud(t)是相差θe(t)的函数,即基本环路方程 若以压控振荡器的载波相位ω0t作为参考,将输出信号uo(t)与参考信号ur  uo(t)=Uocos［ω0t+θ2(t)］ (8―18) ur(t)=Ursin［ωrt+θr(t)］=Ursin［ω0t+θ1(t)］(8―19) 式中，θ2(t)=θ0(t), θ1(t)=(ωr-ω0)t+θr(t)=Δω0t+θr(t) (8―20)将uo(t)与ur(t)相乘,滤除2ω0分量,可得 ud(t)=Udsin［θ1(t)-θ2(t)］=Udsinθe(t) (8―21) 2.环路滤波器 环路滤波器(LF)是一个线性低通滤波器,用来滤除误差电压ud(t)中的高频分量和噪声,更重要的是它对环路参数调整起到决定性的作用