章节题六反馈控制电路
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反馈控制电路原理详解
采用先进控制策略
如鲁棒控制、自适应控制等，这些 控制策略能够自动适应系统参数变 化和外部扰动，提高系统稳定性。
04
频率响应与滤波器设计
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
频率响应概念及意义
频率响应定义
描述电路或系统对不同频率信号的放大或衰减特性。
意义
反映电路对不同频率信号的传递能力，是评价电路性 能的重要指标。
加强系统维护
定期对电路进行维护和保养，确保电路处于 良好状态，提高其抗干扰能力。
THANKS
感谢观看
02
来自外部环境的干扰，如电磁干扰、电源波动等，可能导致电
路误动作或性能下降。
传输噪声
03
信号在传输过程中受到干扰，如串扰、反射等，影响信号质量
和传输效率。
常见噪声抑制方法介绍
滤波技术
采用滤波器对电路中的噪声进行 滤除，如低通、高通、带通滤波 器等，可有效抑制特定频率范围
的噪声。
屏蔽技术
采用屏蔽罩、屏蔽线等措施，减 少外部电磁干扰对电路的影响。
应用
在通信、音频、图像处理等领域，需根据信号频率特 性选择合适的电路或系统。
滤波器类型选择依据
滤波器作用
允许某一部分频率的信号通过 ，同时抑制其他频率的信号。
通带与阻带
根据需要选择通带（允许通过 的频率范围）和阻带（被抑制 的频率范围）。
滤波器类型
如低通、高通、带通、带阻等 ，根据信号特性和应用需求选 择。
控制对象
被控制的物理量或系统，如温 度、压力、速度等。
比较元件
将测量元件输出的实际值与给 定值进行比较，产生误差信号。
执行元件
根据放大后的误差信号，驱动 控制对象改变其状态或行为。
如鲁棒控制、自适应控制等，这些 控制策略能够自动适应系统参数变 化和外部扰动，提高系统稳定性。
04
频率响应与滤波器设计
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
频率响应概念及意义
频率响应定义
描述电路或系统对不同频率信号的放大或衰减特性。
意义
反映电路对不同频率信号的传递能力，是评价电路性 能的重要指标。
加强系统维护
定期对电路进行维护和保养，确保电路处于 良好状态，提高其抗干扰能力。
THANKS
感谢观看
02
来自外部环境的干扰，如电磁干扰、电源波动等，可能导致电
路误动作或性能下降。
传输噪声
03
信号在传输过程中受到干扰，如串扰、反射等，影响信号质量
和传输效率。
常见噪声抑制方法介绍
滤波技术
采用滤波器对电路中的噪声进行 滤除，如低通、高通、带通滤波 器等，可有效抑制特定频率范围
的噪声。
屏蔽技术
采用屏蔽罩、屏蔽线等措施，减 少外部电磁干扰对电路的影响。
应用
在通信、音频、图像处理等领域，需根据信号频率特 性选择合适的电路或系统。
滤波器类型选择依据
滤波器作用
允许某一部分频率的信号通过 ，同时抑制其他频率的信号。
通带与阻带
根据需要选择通带（允许通过 的频率范围）和阻带（被抑制 的频率范围）。
滤波器类型
如低通、高通、带通、带阻等 ，根据信号特性和应用需求选 择。
控制对象
被控制的物理量或系统，如温 度、压力、速度等。
比较元件
将测量元件输出的实际值与给 定值进行比较，产生误差信号。
执行元件
根据放大后的误差信号，驱动 控制对象改变其状态或行为。
第六章 反馈控制电路
表示输出电压与频率偏离中 表示压控振荡器频率与控制电 心频率的数量之间的关系曲 压的关系的曲线，叫做调制特 线，叫做鉴频特性曲线 。 性曲线。
图6.3-3 鉴频特性曲线
图6.3-4 压控振荡器的调制特性曲线
6.3.3调频负反馈解调电路 调频负反馈解调电路的组成方框图如图6.3.5所示，与 普通调频接收机的解调电路相比较，区别在于它把输出的解 调电压又反馈作为本机振荡器的VCO的控制电压，使其振荡 频率按调制信号规律变化。这时对混频器而言，相当于加了 两个载波频率不同而调制信号相同的调频波。
返回
(1) 频率比较器
频率比较器的输出误差电压 ue与这两个输入信号的频率差有关，而与这 两个信号的幅度无关，ue为 ue= kp (ωr-ωy) 式中，kp在一定的频率范围内为常数，实际上就是鉴频跨导。
常用的频率比较电路有两种形式：一是鉴频器，二是混频-鉴频器。
2、 工作原理
图6.3-1是调幅超外差式接收机自动频率微调系统方框
图6.3.5调频负反馈解调电路的组成方框图
调频负反馈解调电路的突出优点是解调门限位低，这是因
为负反馈使中频信号的最大频偏减小，相当于压缩了信号的有
效带宽，因此可以用通频带较窄的中频放大器来放大，于是进 入中放并送至鉴频器输入端的噪声功率将随之减小，使得信噪
比提高。如果维持频带压缩前的鉴频器输入端的信噪比不变，
R1
vd（t）
无源比例积分 滤波器 R2
+
C
返回
继续
vc（t）
有Vc ( s ) F ( s )Vd ( s )
有源比例积 分滤波器
如果将F（s）中的s用微分算子p替代，可写出滤波器的输出 vc ( t ) F ( p )vd ( t ) 电压 vc ( t )与输入信号 vd ( t ) 之间的微分方程：
模拟电子技术课程习题集第六章放大电路中的反馈
第六章放大电路中的反馈6.1 要得到一个由电流控制的电流源应选用[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.2 要得到一个由电压控制的电流源应选用[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.3 在交流负反馈的四种组态中，要求互导增益A iuf= I O/U i稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.4 在交流负反馈的四种组态中，要求互阻增益A uif=U O/I i稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.5 在交流负反馈的四种组态中，要求电流增益A iif=I O/I i稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.6 放大电路引入交流负反馈后将[ ]A.提高输入电阻B.减小输出电阻C.提高放大倍数D.提高放大倍数的稳定性6.7 负反馈放大电路产生自激振荡的条件是[ ]A.AF=1B.AF=-1C.|AF|=1D. AF=06.8 放大电路引入直流负反馈后将[ ]A.改变输入、输出电阻B.展宽频带C.减小放大倍数D.稳定静态工作点6.9 电路接成正反馈时，产生正弦波振荡的条件是[ ]A. AF=1B. AF=-1C. |AF|=1D. AF=06.10 在深度负反馈放大电路中，若开环放大倍数A增加一倍，则闭环增益A f将A. 基本不变B. 增加一倍[ ]C. 减小一倍D. 不能确定6.11 在深度负反馈放大电路中，若反馈系数F增加一倍，闭环增益A f将[ ]A. 基本不变B.增加一倍C. 减小一倍D. 不能确定6.12 分析下列各题，在三种可能的答案(a.尽可能小，b.尽可能大，c.与输入电阻接近)中选择正确者填空：1、对于串联负反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。
2、对于并联反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。
模拟电子技术课程习题第六章放大电路中的反馈
第六章放大电路中的反馈要得到一个由电流控制的电流源应选用[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈要得到一个由电压控制的电流源应选用[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈在交流负反馈的四种组态中，要求互导增益Aiuf = IO/Ui稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈在交流负反馈的四种组态中，要求互阻增益Auif =UO/Ii稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈在交流负反馈的四种组态中，要求电流增益Aiif =IO/Ii稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈放大电路引入交流负反馈后将[ ]A.提高输入电阻B.减小输出电阻C.提高放大倍数D.提高放大倍数的稳定性负反馈放大电路产生自激振荡的条件是[ ] =1 =-1C.|AF|=1D. AF=0放大电路引入直流负反馈后将[ ]A.改变输入、输出电阻B.展宽频带C.减小放大倍数D.稳定静态工作点电路接成正反馈时，产生正弦波振荡的条件是[ ] A. AF=1 B. AF=-1C. |AF|=1D. AF=0在深度负反馈放大电路中，若开环放大倍数A增加一倍，则闭环增益Af将A. 基本不变B. 增加一倍[ ]C. 减小一倍D. 不能确定在深度负反馈放大电路中，若反馈系数F增加一倍，闭环增益Af将[ ]A. 基本不变B.增加一倍C. 减小一倍D. 不能确定分析下列各题，在三种可能的答案(a.尽可能小，b.尽可能大，c.与输入电阻接近)中选择正确者填空：1、对于串联负反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。
2、对于并联反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。
3、为使电压串联负反馈电路的输出电阻尽可能小，应使信号漂内阻。
在讨论反馈对放大电路输入电阻Ri的影响时，同学们提出下列四种看法，试指出哪个（或哪些）是正确的：a.负反馈增大Ri ，正反馈减小Ri；b.串联反馈增大Ri ，并联反馈减小Ri；c.并联负反馈增大Ri ，并联正反馈减小Ri；d.串联反馈增大Ri ，串联正反馈减小Ri；选择正确的答案填空。
(完整版)高频电子线路杨霓清答案第六章-反馈控制电路
思考题与习题6.1 有哪几种反馈控制电路，每一类反馈控制电路控制的参数是什么，要达到的目的是什么？答：自动增益控制（AGC ）电路、自动频率控制（AFC ）电路、自动相位控制（APC ）电路三种控制参量分别为信号的电平、频率、和相位AGC 电路可用于控制接收通道的增益，它以特性增益为代价，换取输入信号动态范围的扩大使输出几乎不随输入信号的强弱变化而变化。
AFC 电路用于稳定通信与电子系统中的频率源利用频率误差信号来调节输出信号的频率，使输出频率稳定。
APC 电路以相位误差去消除频率误差。
6.2 AGC 的作用是什么？主要的性能指标包括哪些？答： AGC 电路可用于控制接收通道的增益，它以特性增益为代价，换取输入信号动态范围的扩大使输出几乎不随输入信号的强弱变化而变化。
其性能指标有两个：动态范围和响应时间6.3 AFC 的组成包括哪几部分，其工作原理是什么？答：AFC 由以下几部分组成：频率比较器、可腔频率电路、中放器、鉴频器、滤波器工作原理：在正常情况下，接收信号的载波为s f ，本振频率L f 混频输出的中频为I f 。
若由于某种不稳定因素使本振发生了一个偏移＋L f ∆。
混频后的中频也发生同样的偏移，成为I f ＋L f ∆，中频输出加到鉴频器的中心频率I f ，鉴频器就产生了一个误差电压，低通滤波器去控制压控振荡器，使压控振荡器的频率降低从而使中频频率减小，达到稳定中频的目的 6.4 比较AFC 和AGC 系统，指出它们之间的异同。
6.5 锁相与自动频率微调有何区别？为什么说锁相环路相当于一个窄带跟踪滤波器？ 6.6 有几种类型的频率合成器，各类频率合成器的特点是什么？频率合成器的主要性能指标有哪些？答：频率合成器有三种：直接式频率合成器、锁相频率合成器（包括倍频锁环、混频锁相环、除法降频锁相环）、直接数字式频率合成器。
直接式频率合成器是直接对参考频率源进行混频分频和倍频得到所需频率是一个开环系统；锁相频率合成器是锁相环进行频率合成，是一个闭环譏数字频率合成器是一种全数字化的频率合成器，是一个开环系统。
第六章反馈控制电路
ve ve
稳态幅差或剩余幅差 Vo mVo mkrv
可控增益越大， A 1Ar Vo m
• 2、应用
（1）.自动电平控制电路Automatic Gain Control，AGC
Vom vr ve 0
v s V im k a v tcw o c tsAve
A0 最大
Vim Vom
高频 放大器
• （2）调频负反馈解调电路
调频输入
Wi
We 混频器
中频 放大器
Wo
压控 振荡器
限幅 鉴频器
低通
解调电压输出
滤波器
调频负反馈解调电路
w iw c w mcc o ts w ow L w mc L o ts
w e (w c w L ) ( w m cw m )c L o t 仍s 为不失真的调频波
Vom min AmV ax im min
Vommax/Vommin
能够在A的变化范围， 满足环路的输出控制 在所要求范围内。
Vom ma x AmV inim max AmaxVimmax/Vimmin
A的控制倍数
A max A min
ve A Vom ve/
接收的灵敏度电压 通常取
Amin Vommax/Vommin ( V om m V a o x m m ) in v e m v a e m x in V om m iv n r V im m in v e m i0 n
o t
wo wi
.
VO
（b）
第二节、锁相环路性能分析
• 一、基本环路方程 • 1、鉴相器 锁相环路中鉴相器的输入信号：输入信号电压和VCO电压Vo
鉴相器作用：检测出两信号的相位差，并产生相应的输出电压Vd（t）
稳态幅差或剩余幅差 Vo mVo mkrv
可控增益越大， A 1Ar Vo m
• 2、应用
（1）.自动电平控制电路Automatic Gain Control，AGC
Vom vr ve 0
v s V im k a v tcw o c tsAve
A0 最大
Vim Vom
高频 放大器
• （2）调频负反馈解调电路
调频输入
Wi
We 混频器
中频 放大器
Wo
压控 振荡器
限幅 鉴频器
低通
解调电压输出
滤波器
调频负反馈解调电路
w iw c w mcc o ts w ow L w mc L o ts
w e (w c w L ) ( w m cw m )c L o t 仍s 为不失真的调频波
Vom min AmV ax im min
Vommax/Vommin
能够在A的变化范围， 满足环路的输出控制 在所要求范围内。
Vom ma x AmV inim max AmaxVimmax/Vimmin
A的控制倍数
A max A min
ve A Vom ve/
接收的灵敏度电压 通常取
Amin Vommax/Vommin ( V om m V a o x m m ) in v e m v a e m x in V om m iv n r V im m in v e m i0 n
o t
wo wi
.
VO
（b）
第二节、锁相环路性能分析
• 一、基本环路方程 • 1、鉴相器 锁相环路中鉴相器的输入信号：输入信号电压和VCO电压Vo
鉴相器作用：检测出两信号的相位差，并产生相应的输出电压Vd（t）
《反馈控制电路》课件
当前研究热点与发展动态
智能控制算法的应用
随着人工智能技术的不断发展，智能控制算法在反馈控制 电路中的应用越来越广泛，如模糊控制、神经网络控制等 。
嵌入式系统的集成
嵌入式系统在反馈控制电路中的应用越来越普遍，将传感 器、控制器和执行器集成在一个微小的芯片上，实现高效 、精准的控制。
无线通信技术的应用
人工智能技术的进一步发展
人工智能技术在反馈控制电路中具有巨大的潜力，未来将会有更多 的智能控制算法被应用到反馈控制电路中。
THANKS
无线通信技术在反馈控制电路中的应用逐渐兴起，可以实 现远程监控和控制，提高系统的灵活性和可靠性。
技术瓶颈与挑战
实时性要求高
反馈控制电路需要快速响应系统的变化，对控制算法的实时性要求 较高，需要解决算法复杂度和实时性之间的矛盾。
稳定性问题
在复杂的环境下，反馈控制电路的稳定性问题越来越突出，需要深 入研究系统的稳定性和鲁棒性。
使用示波器测量输入输出 信号，记录数据。
实验结果分析与讨论
分析输入输出信号的波形和幅值，判断 反馈控制电路的性能。
讨论实验中遇到的问题和解决方法，总 结实验经验教训。
比较不同参数下的控制效果，探究反馈 控制电路的规律。
分析反馈控制电路在实际应用中的优缺 点，探讨改进方案。
06
反馈控制电路的发展趋势 与展望
频域分析应用
用于分析系统的滤波特性、抗干扰 能力和稳定性等。
04
反馈控制电路的设计与优 化
设计原则与步骤
设计原则
稳定性、准确性、快速性
稳定性
系统在受到扰动后能恢复稳态。
准确性
系统输出与设定值的偏差要小。
设计原则与步骤
快速性
模拟电子技术课程习题 第六章 放大电路中的反馈
第六章放大电路中的反馈6.1 要得到一个由电流控制的电流源应选用[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.2 要得到一个由电压控制的电流源应选用[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.3 在交流负反馈的四种组态中，要求互导增益Aiuf = IO/Ui稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.4 在交流负反馈的四种组态中，要求互阻增益Auif =UO/Ii稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.5 在交流负反馈的四种组态中，要求电流增益Aiif =IO/Ii稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.6 放大电路引入交流负反馈后将[ ]A.提高输入电阻B.减小输出电阻C.提高放大倍数D.提高放大倍数的稳定性6.7 负反馈放大电路产生自激振荡的条件是[ ]A.AF=1B.AF=-1C.|AF|=1D. AF=06.8 放大电路引入直流负反馈后将[ ]A.改变输入、输出电阻B.展宽频带C.减小放大倍数D.稳定静态工作点6.9 电路接成正反馈时，产生正弦波振荡的条件是[ ]A. AF=1B. AF=-1C. |AF|=1D. AF=06.10 在深度负反馈放大电路中，若开环放大倍数A增加一倍，则闭环增益Af将A. 基本不变B. 增加一倍[ ]C. 减小一倍D. 不能确定6.11 在深度负反馈放大电路中，若反馈系数F增加一倍，闭环增益Af将[ ]A. 基本不变B.增加一倍C. 减小一倍D. 不能确定6.12 分析下列各题，在三种可能的答案(a.尽可能小，b.尽可能大，c.与输入电阻接近)中选择正确者填空：1、对于串联负反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。
2、对于并联反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。
第六章-反馈控制电路
uo(t)
ui(t)
鉴相器
鉴相器的电路模型
ud(t)
(a) 鉴相器
Adsin[ ]
(b)电路模型
i(t)
o(t)
e(t)
ud(t)
6.2.1 基本环路方程
二、压控振荡器（VCO）
其作用是产生频率随控制电压变化的振荡电压。
压控特性
o
uc
wo- wr
uc(t)
jo(t)
Ao
p
电路模型
o= r +Aouc(t)
uc(t)
jo(t)
Ao
p
6.2.1 基本环路方程
三、环路低通滤波器（LPF）
其作用是滤除鉴相器输出电流中的无用组合频率分量及其它干扰分量，以保证环路所要求的性能，提高环路的稳定性。
环路低通滤波器
ud(t)
uc(t)
环路低通滤波器
ud(t)
uc(t)
uc(t)=AF(p)ud(t)
环路低通滤波器
自动频率控制电路(AFC)。需要比较的量为频率，误差元件多为鉴频器，执行元件一般为受控振荡器，通过改变振荡器电抗参数来稳定振荡器输出信号的频率。作用是使振荡器输出信号的频率稳定。AFC电路是一种有频率误差控制电路。
自动相位控制电路(APC)。需要比较的量为相位，误差元件多为鉴相器，执行元件也是受控振荡器，通过改变振荡器电抗参数来锁定振荡器输出信号的相位。作用是使振荡器输出信号的相位稳定。APC电路可以实现无频率误差跟踪。自动相位控制电路又称锁相环路(PLL)，是一种应用很广的反馈控制电路，利用锁相环路可以实现许多功能，例如实现无误差频率跟踪、频率合成器等。
6.2.2 锁相环路捕捉过程的定性分析
(1)、锁相环路加输入信号，Dwi=wi-wr很大，远大于环路滤波器的通频带，鉴相器输出的电压不能通过环路滤波器VCO无控制信号，振荡角频率为wr
《反馈控制电路》课件
5. 实际搭建电路，测试性 能。
4. 仿真验证，调整参数。
3. 设计控制电路，确定反 馈环路。
01
03 02
实现方法与技巧
实现方法
模拟电路、数字电路、单片机控 制等。
模拟电路
简单、快速，适用于对精度要求不 高的场合。
数字电路
精度高、稳定性好，但实现复杂。
实现方法与技巧
• 单片机控制：集成度高、功能强大、易于编程。
THANKS
通过反馈控制，系统能够快速响应外部干 扰和变化，减小输出信号的误差，提高系 统的响应速度和准确性。
反馈控制电路是实现自动控制的关键技术 之一，广泛应用于各种工业自动化设备和 系统中。
反馈控制电路的应用领域
工业自动化
航空航天
反馈控制电路广泛应用于工业自动化 系统中，如电机控制、温度控制、压 力控制等。
《反馈控制电路》PPT课件
目录
• 反馈控制电路概述 • 反馈控制电路的组成与类型 • 反馈控制电路的设计与实现
目录
• 反馈控制电路的性能优化 • 反馈控制电路的发展趋势与展望
01
反馈控制电路概述
定义与工作原理
定义
反馈控制电路是一种通过检测输出信号并反馈到输入端，与原始输入信号进行 比较，根据比较结果调整输入信号，以实现电路性能优化的控制系统。
执行器
接收控制信号，驱动被控对象改变其状 态。
受控对象
被控制的对象或过程。
类型划分
负反馈控制电路
通过降低输出信号的幅度来减小误差， 提高控制精度。
比例控制电路
控制器输出的控制信号与输入的误差信 号成比例关系。
正反馈控制电路
通过增加输出信号的幅度来扩大误差， 可能导致系统失稳。
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小结
• AGC电路是接收机的重要辅助电路 之一，它使接收机的输出信号在输 入信号变化时能基本稳定，故得到 广泛的应用。
• 自动频率控制(AFC)也称自动频率 微调，是用来控制振荡器的振荡频 率以提高频率稳定度 。
2020Hale Waihona Puke 12/132020/12/13
AFC应用—调频发射机
• 晶体振荡器提供标准频率fr，调频振荡器的 中心频率为fc；鉴频器的中心频率调在(fr－ fc)上。由于fr稳定度很高，当fc发生漂移时 ，混频器输出的频差也跟随变化，使限幅鉴 频器输出电压发生变化，经滤波器后的误差 电压加到调频振荡器上，调节其振荡频率使 之中心频率稳定。 2020/12/13
2020/12/13
任务二 自动频率控制（AFC）
AFC的工作原理 组成 工作原理
AFC的应用 – 调幅接收机中的AFC系统 – 具有AFC电路的调频发射机
2020/12/13
AFC应用—调幅接收机
• 混频器输出的中频信号经中频放大器放大后， 除送到包络检波器外，还送到限幅鉴频器进行 鉴频。鉴频器中心频率调在fI上，它可将偏离 中频的频率误差变换成电压，该电压通过处理 后加到VCO上，VCO振荡频率发生变化，使 偏离中频的频率误差减小，直至达到要求。
课题六 反馈控制电路
• 自动频率控制（AFC） – AFC的工作原理 – AFC的应用
2020/12/13
反馈控制电路
• 作用：提高和改善电子线路的性能指标或实 现一些特定要求，利用反馈信号与原输入信 号进行比较，进而输出一个比较信号对系统 的某些参数进行修正，从而提高系统性能。
• 根据控制对象参量的不同，分类： ➢自动增益控制电路（AGC）——电压或电流 ➢自动频率控制电路（AFC）——频率 ➢自动相位控制电路（PLL）——相位