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第6章反馈控制电路 6.1概述 6.2自动增益控制电路 6.3自动频率控制电路 6.4自动相位控制环路 6.5反馈控制电路的制作、调试和检测 6.1概述 6 .1.1自动振幅控制原理 自动振幅控制电路通常称为自动增益控制电路。它主要用于接收机中.使整机在输入振幅变化时保持输出电压振幅不变。自动振幅控制电路的被控量是电压振幅.在反馈控制器中必须进行振幅比较.利用误差量去对输出振幅进行调整。图6-2所示是自动振幅控制电路组成方框图.可控增益放大器是环路的被控对象.它的输入量ui(不是控制环路的输入量uR)与输出量uo的关系是 6.1概述 6.1.2自动频率控制原理 自动频率控制电路主要用于电子设备中.以保证振荡器的振荡频率稳定。被控量是频率.被控对象是压控振荡器(VCO)。而在反馈控制中.必须对振荡频率进行比较.利用输出误差量对被控对象的输出频率进行调整。 图6-3所示是自动频率控制电路的组成方框图. 6. 1 .3自动相位控制原理 自动相位控制电路通常称为锁相环路。利用锁相环路.可以实现许多功能。锁相环路的被控量是相位.被控对象是压控振荡器(VC().在反馈控制器中对振荡相位进行比较.利用输出误差量对被控对象的输出相位进行调整。图6-4所示是自动相位控制电路的组成方框图。 6. 2自动增益控制电路 6. 2. 1自动增益控制电路的组成和工作原理 自动增益控制电路是一种在输入信号幅值变化很大的情况下.通过调节可控增益放大器的增益.使输出信号幅值基本恒定或在较小范围内变化的一种电路.其组成框图如图6-5所示。 6.2.2自动增益控制电路的应用 图6-6所示是具有简单的AGC电路的超外差式收音机的框图。天线收到的信号经过放大、变频再放大后.进行检波.取出音频信号。此音频信号的大小将随着输入信号强弱的变化而变化。 6. 3自动频率控制电路 自动频率控制电路也是一种反馈控制系统.其作用是自动调整振荡器的频率。自动频率控制电路的组成框图如图6-7所示.主要由压控振荡器(VCO) ,差频放大器、混频器、限幅鉴频器及放大器组成。 图6-8是采用AFC的超外差式调幅收音机的组成框图。它将本机振荡器变为压控振荡器.中频放大器输出的部分中频信号.送到限幅鉴频器进行鉴频.将偏离于额定中频的频率误差变换成电压。该电压通过窄带低通滤波器和放大器后作用到压控振荡器上。压控振荡器的振荡频率发生变化.使偏离于中频的频率误差减小。在自动频率控制电路的作用下.接收机的输入调幅信号的载波频率和VCO振荡频率之差接近于额定中频。这样就可以使得中频放大器的带宽可以减小.有利于提高接收机的灵敏度和选择性。 6. 4自动相位控制环路 6. 4. 1锁相环路基本工作原理 基本锁相环由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)、压控振荡器(VCO) 3部分组成.如图6-9所示。 1.鉴相器(PD) 鉴相器是一个相位比较器.对输入信号ui(t)和输出信号uo(t)的相位进行比较.产生输出电压uD(t),这个电压的大小直接反映两个信号相位差的大小.即鉴相器的作用是完成相位差一电压的变换。 2.环路滤波器(LF) 环路滤波器是低通滤波器.用来滤除误差电压。 uD(t)中的高频分量和噪声。此外.由于环路滤波器的传递函数对环路性能有相当大的影响.因而还可以调整环路滤波器的参数来获得环路所需要的性能。 6. 4自动相位控制环路 3.压控振荡器(VCO) 压控振荡器是指振荡角频率受到控制电压uC(t)控制的振荡器。任何一种振荡器.如LC振荡器、R C振荡器和多谐振荡器均可构成压控振荡器。压控振荡器的特性曲线如图6-13所示。 4.锁相环路模型和基本方程式 将上面得到的3个基本环路部件的模型图连接起来.就构成了图6-15 。 6.4.2锁相环路的捕捉与跟踪 1.环路的捕捉 若环路初始状态原光是失锁的.通过自身的调节进入锁定.这种环路由失锁进入锁定的过程称为捕捉过程。 6. 4自动相位控制环路 2.环路的跟踪 环路原先是锁定的.当输入信号频率发生变化时.环路通过自身调节来维持锁定的过程称为跟踪过程。处于锁定状态的环路是一种动态平衡状态。当输入信号频率改变时.破坏了环路动态平衡.造成鉴相器输出的误差电压发生变化。经过滤波器加到压控振荡器上.再次达到动态平衡.这