第8章反馈控制技术(1)AGC与AFC电路原理

《第8章反馈控制技术(1)AGC与AFC电路原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第8章反馈控制技术(1)AGC与AFC电路原理（44页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第八章第八章 无线电技术中的反馈控制电路无线电技术中的反馈控制电路(2) (2) AGC和和AFC电路原理电路原理8.2 自动增益控制自动增益控制(AGC)电路电路8.2.1 电路的组成、工作原理和性能分析电路的组成、工作原理和性能分析8.2.2 放大器的增益控制放大器的增益控制可控增益电路可控增益电路8.2.3 AGC控制电压的产生控制电压的产生电平检测电路电平检测电路8.2.4 AGC电路举例电路举例8.3 自动频率控制自动频率控制(AFC)电路电路8.3.1 AFC电路的组成和基本电路的组成和基本特性特性8.3.2 AFC电路的应用举例电路的应用举例作业：作业：8.7 8.8 8.1 反

2、馈控制系统的概念反馈控制系统的概念8.1.2 反馈控制系统的组成、工作过程和特点反馈控制系统的组成、工作过程和特点 自动增益控制自动增益控制(AGC)电路、自动频率控制电路、自动频率控制(AFC)电路及自电路及自动相位控制动相位控制(APC)电路电路。1.反馈控制系统的工作过程反馈控制系统的工作过程参考信号参考信号r0保持不变，输保持不变，输出信号出信号y发生了变化发生了变化参考信号参考信号r0发生了变化发生了变化 总之，总之，由于反馈控制作用，由于反馈控制作用，较大的参考信号变化和输出信号变化，较大的参考信号变化和输出信号变化，只引起小的误差信号变化。只引起小的误差信号变化。两个条件两个条件

3、: 是要反馈信号变化的方向与参考信号变化的方向一致是要反馈信号变化的方向与参考信号变化的方向一致 是从误差信号到反馈信号的整个通路（含可控特性设备、反馈环节是从误差信号到反馈信号的整个通路（含可控特性设备、反馈环节和比较器）的增益要高和比较器）的增益要高。 2.反馈控制系统的特点反馈控制系统的特点（1）误差检测）误差检测 可以远远小于参考信号与反馈信号间的起始可以远远小于参考信号与反馈信号间的起始偏差。利用这个特性，达到两个目的偏差。利用这个特性，达到两个目的-保持输出基本不变或保持输出基本不变或输出跟随参考的变化。反映速度快，精度高。输出跟随参考的变化。反映速度快，精度高。（2）系统是根据误

4、差信号的变化而进行调整，不论其变化的）系统是根据误差信号的变化而进行调整，不论其变化的原因。原因。（3）只要合理设计，就能够减小误差信号的变化，但不可能）只要合理设计，就能够减小误差信号的变化，但不可能完全消除误差的存在。完全消除误差的存在。l 正向传递函数正向传递函数是指输出信号是指输出信号Y(s)与误差信号与误差信号E(s)之比。之比。cfAsEsYsT)()()(8.1.98.1.10l 误差传递函数误差传递函数是指误差信号是指误差信号E(s)与参考信号与参考信号R(s)之比。之比。)(1)()()()()()()()()(sHAAAsTsTsYsEsRsYsRsEsTcpccpfe)(

5、)()()(sHAsEsFsTcop8.1.8l 开环传递函数开环传递函数是指反馈信号是指反馈信号F(s)与误差信号与误差信号E(s)之比之比l 闭环传递函数闭环传递函数是指输出信号是指输出信号Y(s)与参考信号与参考信号R(s)之比之比)(1)()()()()(sHAAAAsTsTsRsYsTcpccpcef8.1.78.1.2 反馈控制系统反馈控制系统 的基本分析的基本分析 1. 系统的传递函数及数学模型系统的传递函数及数学模型 自动增益控制电路是某些电子设备，特别是接收设备的自动增益控制电路是某些电子设备，特别是接收设备的重要的辅助电路之一，其重要的辅助电路之一，其主要作用是使设备的输出

6、电平保持主要作用是使设备的输出电平保持为一定的数值为一定的数值。因此也称。因此也称自动电平控制（自动电平控制（ALC）电路）电路。 接收机的输出电平取决于输入信号电平和接收机的增接收机的输出电平取决于输入信号电平和接收机的增益。由于种种原因，接收机的输入信号变化范围往往很大，益。由于种种原因，接收机的输入信号变化范围往往很大，微弱时可以是微弱时可以是一微伏一微伏或或几十微伏几十微伏，信号强时可达，信号强时可达几百毫伏几百毫伏。也就是说最强信号和最弱信号相差可达几十分贝。这种变化也就是说最强信号和最弱信号相差可达几十分贝。这种变化范围叫做接收机的范围叫做接收机的动态范围动态范围。8.28.2 自

7、动增益控制自动增益控制(AGC)(AGC)电路电路 自动增益控制电路是输入信号电平变化时，用改变增益自动增益控制电路是输入信号电平变化时，用改变增益的方法维持输出信号电平基本不变的一种反馈控制系统。的方法维持输出信号电平基本不变的一种反馈控制系统。 对自动增益控制电路的主要要求对自动增益控制电路的主要要求: 控制范围要宽控制范围要宽，信号信号失真要小失真要小，要有，要有适当的响应时间适当的响应时间，同时，同时，不影响接收机的噪不影响接收机的噪声性能声性能。若用若用minmaxiiiUUm 代表代表AGC电路输入信号电平的变化范围，则电路输入信号电平的变化范围，则用用minmaxoooUUm 代

8、表代表AGC电路输出信号电平允许变化范围。电路输出信号电平允许变化范围。 取取 ng=mi/mo 8.2.1称称ng为为增益控制倍数增益控制倍数，显然，显然ng愈大控制范围愈宽。愈大控制范围愈宽。minmaxmaxmaxminminminmaxminmax/AAUUUUUUUUmmnoiioooiioig8.2.2式中，式中，Amax=Uomin/Uimin 表示表示AGC电路的电路的最大增益（对应低电平时）最大增益（对应低电平时） Amin=Uomax/Uimax 表示表示AGC电路的电路的最小增益（对应高电平时）最小增益（对应高电平时） 可见，要想扩大可见，要想扩大AGC电路的控制范围，就

9、要增大电路的控制范围，就要增大AGC电路的增益控制倍数，也就是要求电路的增益控制倍数，也就是要求AGC电路有较大的增益电路有较大的增益变化范围。同时要根据信号的性质和需要，设计适当的变化范围。同时要根据信号的性质和需要，设计适当的响响应时间应时间。8.2.1 AGC8.2.1 AGC电路的组成、工作原理及性能分析电路的组成、工作原理及性能分析 AGC电路的组成如图电路的组成如图8.11所示。它包含有可控增益电所示。它包含有可控增益电路、电平检测电路、滤波器、比较器和控制信号产生器。路、电平检测电路、滤波器、比较器和控制信号产生器。图图8.11 AGC电路组成电路组成 1.电平检测电路电平检测电

10、路 电平检测电路的功能就是电平检测电路的功能就是检测出输出信号的电平值检测出输出信号的电平值。它。它的的输入信号输入信号就是就是AGC电路的输出信号，可能是调幅波或调频电路的输出信号，可能是调幅波或调频波，也可能是声音信号或图象信号。这些信号的幅度也是随波，也可能是声音信号或图象信号。这些信号的幅度也是随时间变化的，但变化频率较高，至少在几十赫兹以上。而其时间变化的，但变化频率较高，至少在几十赫兹以上。而其输出输出则是一个仅仅反映其输入信号电平的信号，如果其输入则是一个仅仅反映其输入信号电平的信号，如果其输入信号的电平不变，那么电平检测电路的输出信号就是一个脉信号的电平不变，那么电平检测电路的

11、输出信号就是一个脉动电流。一般情况下，电平信号的变化频率较低，如几赫兹动电流。一般情况下，电平信号的变化频率较低，如几赫兹左右。通常电平检测电路是由检测器担任，其输出与输入信左右。通常电平检测电路是由检测器担任，其输出与输入信号电平成号电平成线性关系线性关系，即，即 u1=Kduy 8.2.3其复频域表示式为其复频域表示式为 U1(s)=KdUy(s) 8.2.4 电平检测电路根据控制电压产生方法的不同，有电平检测电路根据控制电压产生方法的不同，有平均值型平均值型、峰值型峰值型和和选通型选通型。 2.滤波器滤波器 对于以不同频率变化的电平对于以不同频率变化的电平信号，滤波器将有不同的传输特信号