第六章反饋限制電路

與頻率合成技術(shù)本章重點(diǎn)：相位反饋限制電路的（鎖相環(huán)）的電路組成，基本工作原理，基本環(huán)路方程，集成鎖相環(huán)的應(yīng)用。本章難點(diǎn)：鎖相環(huán)路的相位反饋限制過程，捕獲過程的定性探討。6.1反饋限制電路概述各種通信和電子系統(tǒng)中，為了提高其性能指標(biāo)，或?qū)崿F(xiàn)某些特殊的指標(biāo)要求，廣泛接受各類反饋限制電路。分類自動(dòng)振幅（增益）限制電路ALC(AGC)自動(dòng)頻率限制電路AFC自控相位限制電路APC6.1作自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，它由反饋限制電路和受控對(duì)象兩部圖中，和分別為反饋控制電路的輸入量和輸出量，它們之間的關(guān)系是依據(jù)運(yùn)用要求予以設(shè)定的，設(shè)為各種反饋限制電路，就其作用原理而言，都可看分組成，如圖6.1.1所示。

控制過程：若受某種因素的影響而遭到破壞，則反饋控制器就對(duì)和進(jìn)行比較，檢測(cè)出它們與預(yù)定關(guān)系之間的偏離程度，并產(chǎn)生相應(yīng)的誤差量，加到被控制對(duì)象上對(duì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使和之間接近到預(yù)定的狀態(tài)（關(guān)系），而進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。6.1反饋限制電路的類型不同，須要比較和調(diào)整的參量就不同。自動(dòng)頻率限制電路，須要比較和調(diào)整的參量為頻自動(dòng)相位限制電路須要比較和調(diào)整的參量為相位，6.1自動(dòng)電平限制電路須要比較和調(diào)整的參量為電壓和為電壓（電流）。（電流），相應(yīng)的和為頻率。率，則相應(yīng)的

和為相位。則相應(yīng)的6.1.1自動(dòng)電平限制電路（ALC）自動(dòng)電平限制電路的基本作用是減小因各種因素引起系統(tǒng)輸出信號(hào)電平的變更。例如，減小接收機(jī)因電磁波傳播衰落等引起輸出信號(hào)強(qiáng)度的變更，穩(wěn)定放射機(jī)輸出電平，并便于在確定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，可作為信號(hào)發(fā)生器的穩(wěn)幅機(jī)構(gòu)或輸出信號(hào)電平的調(diào)整機(jī)構(gòu)等。6.1.1常見的自動(dòng)電平限制電路用于調(diào)幅接收機(jī)時(shí)，稱為自動(dòng)增益限制（AutomaticGainControl）電路，簡稱為AGC電路。自動(dòng)增益限制電路的作用是，當(dāng)輸入信號(hào)電壓在很大范圍變更時(shí)，保持接收機(jī)輸出電壓幾乎不變。具有自動(dòng)增益限制電路的超外差式接收機(jī)方框圖如圖6.1.2所示。6.1.1圖6.1.2具有自動(dòng)增益控制電路的超外差式接收機(jī)方框圖

由檢波器輸出的低頻電壓，經(jīng)低放和低功放到揚(yáng)聲器，另一路經(jīng)RC低通濾波器后，獲得直流電流（或電壓）重量，以限制高放、變頻和中放級(jí)增益。由于限制晶體管放大器的增益，一般是須要功率的，假如檢波器輸出功率不夠，還可以在低通濾波器后加始終流放大器。6.1.1AGC電路具有的特性是：在沒有限制電路時(shí)，接收隨輸入電壓的增大而增大（不考慮機(jī)的輸出電壓外來信號(hào)過強(qiáng)時(shí)超出晶體管的線性工作范圍），如圖6.1.3中曲線①所示。具有AGC電路的接收機(jī)，6.1.1與的這種關(guān)系曲線，稱為簡曲線②所示。

單AGC特曲線。隨輸入電壓的增大而減小，如圖6.1.3輸出電壓振幅圖6.1.3簡單的AGC特性圖4.4.10是晶體管收音機(jī)中的簡潔AGC電路。調(diào)整可音頻信號(hào)的最低頻率，避開出現(xiàn)反調(diào)制。6.1.1，可以使低通濾波器的截止頻率低于解調(diào)后變電阻

圖4.4.10收音機(jī)中的實(shí)際二極管檢波電路

1、通過變更放大器本身的某些參數(shù)，如放射極電流、負(fù)載、電流支配比、恒流源電流、負(fù)反饋大小等；，而又與晶體管工作點(diǎn)有關(guān)，所以，改變發(fā)射極平均電流就可以使隨之改變，從而達(dá)到控制放大器增益的目的。6.1.12、插入可控衰減器來變更整個(gè)放大器的增益。如晶體管放大器的增益取決于晶體管正向傳輸導(dǎo)納限制放大器增益的方法主要有兩種：圖6.1.4是晶體管特性曲線，其中實(shí)線是普通晶體管特性，虛線是AGC管特性。簡潔AGC有正向AGC和反向AGC之分：所謂反向AGC，是指當(dāng)輸入信號(hào)增加時(shí)，希望增益減小，則應(yīng)該減小，所以的變化方向與減小，即

信號(hào)的變化方向相反。輸入6.1.1圖6.1.4晶體管特性曲線

所謂的正向AGC，是指當(dāng)輸入信號(hào)增加時(shí)，若使增益減小，應(yīng)該增大，圖6.1.4晶體管特性曲線

的變化方向與輸入所以信號(hào)的變更方向相同。AGC限制電壓既可以從放射極送入，也可以從基極送入，如圖6.1.5所示。6.1.1圖6.1.5改變的增益控制電路簡潔AGC電路的優(yōu)點(diǎn)是電路簡潔。主要缺點(diǎn)是，一有外來信號(hào)，AGC立刻起作用，接收機(jī)的增益就因受限制而減小。這對(duì)提高接收機(jī)的靈敏度是不利的，尤其在外來信號(hào)很微弱時(shí)。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，也就是希望外來信號(hào)大于某值后，AGC才起作用，此時(shí)可接受延遲AGC電路。6.1.1圖6.1.6為具有延遲AGC的接收機(jī)電路框圖。圖中單獨(dú)設(shè)置了供應(yīng)AGC電壓的AGC檢波器。其延遲特性由加在AGC檢波器上的參考電壓確定。圖6.1.6具有延遲AGC的接收機(jī)框圖6.1.1不工作，AGC電壓為零，AGC不起限制作用。當(dāng)檢波器輸入信號(hào)的幅度小于時(shí)，AGC檢波器的幅度大于時(shí)，AGC當(dāng)檢波器輸入信號(hào)

才起限制作用。其限制特性如圖6.1.7所示。6.1.2自動(dòng)頻率限制電路（AFC）自動(dòng)頻率限制電路的限制對(duì)象是信號(hào)的頻率。AFC電路的主要作用是自動(dòng)限制振蕩器的振蕩頻率。圖6.1.9是自動(dòng)頻率限制電路的原理方框圖。圖6.1.9自動(dòng)頻率控制電路原理框圖6.1.2該框圖的自動(dòng)頻率調(diào)整過程是：壓控振蕩器的頻率頻器無輸出，控制電壓，壓控振蕩器振蕩頻率不變；與標(biāo)稱頻率在鑒頻器中進(jìn)行比較。當(dāng)時(shí)，鑒當(dāng)時(shí)，鑒頻器就有誤差電壓輸出，這個(gè)誤差電壓正比于頻率誤差，經(jīng)過低通濾波器濾除干擾及噪聲后，得到控制電壓，利用控制電壓限制壓控振蕩器的振蕩頻率，最終使壓控振蕩器的頻率發(fā)生變化；變化的結(jié)果使頻率誤差減小到一定值，自動(dòng)控制過程即停止，壓控振蕩器即穩(wěn)定于的頻率上，環(huán)路進(jìn)入鎖定狀態(tài)。鎖定狀態(tài)的稱為穩(wěn)態(tài)頻率誤差（剩余頻率誤差）。6.1.2圖6.1.12為鎖相環(huán)路的基本組成方框圖。限制對(duì)象為壓控振蕩器（VCO）；反饋限制器由檢測(cè)相位差的鑒相器（PD）和低通濾波器（LF）組成。6.1.36.1.3自動(dòng)相位限制電路（APC）

(鎖相環(huán)路——PLL)

圖6.1.12鎖相環(huán)路的組成方框圖頻率和相位之間存在著確定的關(guān)系。將輸入信號(hào)電壓和VCO電壓分別用旋轉(zhuǎn)矢量表示，如圖6.1.13(a)所示