第7章高频电子线路ppt课件.ppt

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1、第7章反馈控制电路7.1自动电平控制（AVC）7.2自动频率控制电路（AFC）7.3锁相环路（PLL）7.4锁相环电路的仿真举例本章小结思考与练习题反馈控制电路是一种自动调节系统。它可以在系统受到扰动的情况下，通过环路自身的调节，使系统某个参量达到所需的精度，或按照一定的规律变化。它广泛应用于通信系统和其它电子设备中，用以提高技术性能或实现某些特定的功能。反馈控制系统的原理框图如图7-1所示，它由反馈环节、比较器和可控特性电路组成。其中，yo(t)是可控特性电路的输出信号参量，为待调节参量；r(t)为比较器输入参考信号；e(t)为比较器输出误差信号。其工作过程如下：当yo(t)受到某种扰动

2、而发生变化时，其反馈信号f(t)随之而变，f(t)与r(t)比较后产生误差信号e(t)，该信号反映了yo(t)的变化趋势，用e(t)的变化部分去控制可控特性电路，使其输出参数yo(t)向相反的方向变化，最终实现使yo(t)基本稳定的目的。图7-1反馈控制系统原理方框图根据系统所需的比较和调节参量的不同，反馈控制电路分为3种形式，即比较和调节的参量为电平的自动电平控制电路，简称AVC(AutomaticVolumeControl)；比较和调节的参量为频率的自动频率控制电路，简称AFC(AutomaticFrequencyControl)；比较和调节的参量为相位的自动相位控制电路，又称锁相环，简

3、称PLL(PhaseLackedLoop)。以上3种反馈控制电路在通信、雷达、遥控遥测等系统设备中得到广泛应用。特别是锁相环电路，近年来，随着锁相环专用集成电路的不断成熟，高性价比的通用型和专用型锁相环集成电路产品不断问世，使其应用领域更为广泛，几乎已成为现代电子系统中不可缺少的电路。因此，本章将重点介绍PLL的工作原理、性能特点及其主要应用，而对其它两种电路仅做概要的介绍。7.1.1AVC的基本工作原理自动电平控制(AVC)又称为自动增益控制(AutomaticGainControl，AGC)，它广泛应用于各种电子系统中。AVC的基本作用是通过对系统的反馈控制，以减小因各种因素引起系统输出

4、电平的变化范围。例如在无线电接收机中，用以减小因电磁波传播衰落等引起的输出信号强度的变化；在无线电发射机中，用来稳定发射机输出电平，以便在一定范围内进行调整；还有在高标准的信号发生器中，作为稳幅机构或输出电平的调节机构，用以减小输出电平的变化范围。7.1自动电平控制(AVC)自动电平控制电路的基本组成如图7-2所示。它由可控增益放大器、电平检测电路、直流放大器和比较电路组成。控制对象是可控增益放大器，被稳参量是可控增益放大器的输出电平。设可控增益放大器的输入信号为ui＝Uicoswt，输出信号为uo＝Uocoswt，可控增益放大器的增益A(ue)是误差电压ue的函数，三者之间满足以下关系：u

5、o＝A(ue)·ui(7-1)其中，ue＝u＋－ur是比较误差电压。图7-2自动电平控制组成图电路正常工作时，可控增益放大器的输出电压uo分为两部分，一部分直接作为下一级电路的输入信号，另一部分加到了电平检测器，用来检测出反映输入信号强度变化的电压，并通过直流放大器放大后送到比较电路，与外加参考信号ur比较产生误差信号电压ue，用来控制可控增益放大器的增益，最终使输出信号电平保持在所需要的范围之内。图7-2中电平检测器通常由检波器来实现其功能，因此，电平检测器又称为AVC检波器。根据输入信号特点，AVC检波分为平均值检波和包络检波两种方式。图中直流放大器的作用是为了提高控制灵敏度，在要求不高

6、的场合，AVC电路中无直流放大器也可以工作。需要指出的是，图7-2中的比较电路在有些应用场合中并不需要，例如在无线电接收机中，AGC检波电压经放大后就直接去控制受控放大器的增益，而不需要与参考电压比较产生误差电压再去控制。7.1.2AVC电路在接收机中的应用接收机工作时，由于无线电波传播中的多径效应和衰落等原因，天线上感应的有用信号强度往往有很大的起伏变化(最深可达60～80dB)，且在许多情况下信号强度的变化是随机的，甚至是快速的。因此，为了避免接收机输出电平出现时强时弱、阻塞等现象，无线电接收机中普遍采用自动增益控制电路，压缩有用信号强度的变化范围，以稳定接收机的输出电平。采用AGC电路

7、后，接收机输出电平的变化范围得到明显的改善，例如按国家电子产品标准，普通收音机在其输入信号电平变化26dB时，要求输出电平变化不超过5dB；在高级接收机中，输入信号电平变化60dB时，要求输出电平变化不超过6dB，且输入信号在10mV以下时AGC不起作用。图7-3所示为带有AGC电路的调幅接收机组成方框图。图中高频放大器和中频放大器为可控增益放大器，AGC检波器为电平检测电路。图7-3带有AGC电路的调幅接收