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关于高频电子线路第章反馈控制电路课件

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高频电子线路完整章节课件(胡宴如)

高频电子线路完整章节课件(胡宴如)

1.2、无线电波的基本特点

无线电波的波段划分表：
频段名称 频率范围 30~300kHz 300~3000kHz 3~30kHz 主要用途 长距离点与点通信 广播、船舶、飞行通信 短波广播、军事通信 电视、调频广播、雷达 103~104m 低频(LF)
波段名称 波长范围 长波LW
中波MW 102~103m 中频(MF) 短波SW 米波 分米波 厘米波 毫米波 10~102m 1~10m 1~10dm 1~10cm 1~10mm 高频(HF)
1.3、非线性电路的基本概念
非线性电路的基本特点 1）非线性电路能够产生新的频率分量，具有频率 变换作用； 2）非线性电路分析上不适用叠加定理； 3）当作用信号很小、工作点取得适当时，非线性 电路可近似按线性电路进行分析。

1.4、本课程的主要内容及特点
本课程主要是研究通信系统中共用的基本 单元电路，其内容包括高频小信号放大器、高 频功率放大器、正弦波振荡器、调制与解调电 路、混频电路、反馈控制电路等。除了高频小 信号放大器为线性电路，其余都属于非线性电 子线路。因此要注意以下几点： 1）非线性电子线路分析的复杂性； 2）非线性电子线路种类和电路形式的多 样性； 3）非线性电子线路具有很强的实践性。
第2章 小信号选频放大器
主要内容：
LC谐振回路 小信号谐振放大器 集中选频放大器
2.1 LC谐回路—概述
LC 谐振回路是高频电路里最常用 的无源选频网络，包括并联回路和串联回路 两种结构类型。 利用LC谐振回路的幅（度）频（率） 特性和相（位）频（率）特性，不仅可以进 行选频，即从输入信号中选择出有用频率分 量而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选 频放大器和正弦波振荡器中），而且还可以

反馈控制电路精品PPT课件

反馈控制电路精品PPT课件
误差， • 要从卫星信号中提取载波用于解调导航电文， • 要跟随电波传播衰落造成的接收信号强度起伏变
化， • 都要用到反馈控制电路。
• 反馈控制电路为闭合环路，由比较器、控制信号 发生器、可控器件和反馈网络四部分构成，如图7-2 所示。
• 比较器将外加的参考信号r(t)与反馈信号f(t)进行比 较，输出二者的误差信号e(t)，再经过控制信号发生 器产生控制信号c(t)，对可控器件进行控制，使输出 信号y(t)向误差信号减小的方向变化。
• 经多次循环调整后，输出信号y(t)到达稳定值，误 差信号也不再减小，为一较小的固定值。
图7-2 反馈控制电路组成
• 可控器件的可控制量一般是增益、频率或相位。
• 对应的反馈控制系统分为自动增益控制（AGC）, 自动频率控制（AFC）和自动相位控制（APC）。
• 其中自动相位控制电路通常称为锁相环路（PLL）, 是应用最广的一种反馈控制电路。
• 7.1 从全球定位系统信号跟踪接收谈起 • 为了提高通信和电子系统的性能指标，在发送和
接收设备中广泛采用具有自动调节作用的控制电路。
• 在具有自动调节作用的控制电路中，反馈控制电 路是最经典，使用最多的电路结构。
• 许多运输和通信设备中安装的全球定位系统（GPS） 接收机，为了实现精确定位，就用了多种反馈控制 电路来跟踪和获取所需定位信息。
• 一般选R2C3＝（5～10）／Ωmin。
• 第7章 反馈控制电路 • 本章重点 • 反馈控制电路的组成和自动调节原理； • 自动增益控制电路、自动频率控制电路、锁相
环路的电路组成； • 锁相环路的锁定状态和锁定状态下的剩余相差； • 锁相环路的应用。
• 7.1 从全球定位系统信号跟踪接收谈起 • 7.2 自动增益控制电路 • 7.3 自动频率控制电路 • 7.4 锁相环路 • 7.5 实训

(高频电子线路)第八章反馈控制电路

(高频电子线路)第八章反馈控制电路

输入信号源
产生需要控制的信号。
控制器
根据输入信号和反馈信 号进行比较和控制，产
生控制信号。
执行器
根据控制信号对被控对 象进行控制。
反馈网络
将输出信号的一部分反 送到输入端，与输入信
号进行比较。
03
反馈控制电路的类型与特点
电压反馈与电流反馈
电压反馈
通过检测输出电压的变化来调整 电路的工作状态，通常用于稳定 输出电压。
负反馈电路可以减小输出信号的误差 ，提高电路的稳定性，减小电路的干 扰和噪声。
正反馈原理
01
正反馈原理是指将输出信号的一 部分或全部反送到输入端，与输 入信号相加，从而增强输入信号 ，达到放大的目的。
02
正反馈电路可以放大信号，提高 电路的增益和灵敏度，但同时也 可能引起电路的振荡和失真。
反馈控制电路的组成
设计实例三：自动控制系统
目的
设计一个自动控制系统，用于控制某 一物理量（如温度、压力、流量等） 稳定在设定值。
原理
通过负反馈将物理量与设定值进行比 较，根据比较结果调整控制信号，以 保持物理量稳定。
元件选择
选择适当的传感器、执行器、控制器、 电阻、电容等元件搭建系统。
测试结果
系统能够快速响应并稳定物理量，具 有良好的跟随性和抗干扰能力。
07
总结与展望
反馈控制电路的优点与局限性
精确控制
反馈控制电路能够实时监测系统的输出，并根据设定的标准进行调整，从而实现精确控 制。
稳定性好
通过负反馈机制，反馈控制电路能够减小系统输出受外部干扰的影响，提高系统的稳定 性。
反馈控制电路的优点与局限性
• 响应速度快：反馈控制电路能够快速响应系统输出的变化， 及时进行调整，提高系统的响应速度。

《高频反馈控制电路》课件

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解决方案
为了解决非线性失真问题，可以采取一系列措施，如优化电路设计、减小信号幅度、选择合适的元件等。此外，在电路设计中考虑非线性抑制也是解决非线性失真问题的有效方法。
06
高频反馈控制电路的发展趋势与展望
新型高频反馈控制电路的研究方向：随着技术的不断发展，新型高频反馈控制电路的研究也在不断深入。目前的研究方向主要包括采用新型材料、优化电路设计、提高工作频率等方面。
详细描述
线性度是指高频反馈控制电路在一定工作范围内，输出与输入之间的线性关系。线性度好的电路，其输出与输入成比例关系，能够更好地实现信号的传输和处理。线性度对于保证信号的真实性和准确性至关重要，特别是在高精度和高稳定性的应用中。
VS
噪声性能是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标之一，它反映了电路对噪声的抑制能力。
高频反馈控制电路的组成
输入阻抗
输入灵敏度
输入噪声
输入带宽
01
02
03
04
描述输入端对信号源的电阻抗特性，影响信号源的输出电压。
输入电压变化与输入电流变化的比值，表示电路对微弱信号的响应能力。
输入端产生的随机电信号，影响电路性能和稳定性。
输入部分对信号频率的响应范围，限制了电路处理信号的频率范围。
总结词
带宽增益乘积是指高频反馈控制电路在一定带宽内的增益与工作频率的乘积。该指标用于评估电路在不同频率下的增益表现，是衡量电路性能的重要参数。在高频应用中，带宽增益乘积的大小直接影响到电路的动态响应和信号处理能力。
详细描述
总结词
线性度是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标，它反映了电路输出与输入之间的关系。
详细描述
噪声性能是指高频反馈控制电路在工作过程中，对内部和外部噪声的抑制能力。噪声性能好的电路能够有效抑制噪声干扰，提高信号的信噪比，从而保证信号传输和处理的准确性。噪声性能对于高频反馈控制电路的可靠性和稳定性具有重要影响。

《高频反馈控制电路》PPT课件

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锁相环路的工作原理
设压控振荡器的固有振荡频率为0，而当环路闭合 瞬间，外输入信号角频率r（或i）与0 即不相同也不相
干，则鉴相器输出的差拍电压为：
ud (t) kd sin[(i 0 )t i (t) 0 (t)] kd sin[0t i (t) 0 (t)]
2021/4/24
第二十三讲 反馈控制电路
新版：第4.2节 AFC电路是以消除频率误差为目的的反馈控制电路，基本 思想是利用频率误差电压去消除频率误差，因此当电路达 到平衡状态后，必然会有剩余频率误差存在，即频率误 差不可能为零。这是AFC的固有缺点。
锁相环也是以消除频率误差为目的的反馈控制电路，但是 它是利用相位误差去消除频率误差，因此当电路达到平衡 状态后，尽管存在剩余相位误差存在，但频率误差可以降 低到零，从而实现无频率误差的频率跟踪和相位跟 踪。
使直流控制电压增大，这必使VCO产生的控制频差Δωv增大。 当Δωv 大得足以补偿固有频差Δω0时，环路维持锁定。
如果继续增大Δω0，则环路失锁(ωv≠ωr )。
2021/4/24
第二十三讲 反馈控制电路
24
4/24/2021 11:18 AM
第8章 反馈控制电路
锁相环的特点
由以上的讨论已知，锁相环路具有以下几个重要特性: (1)环路锁定后，没有剩余频差。 (2)跟踪特性： VCO的输出频率可以跟踪输入信号的变化，表现出良好的 跟踪特性。在接收有多普勒频移的动目标时，这种特性尤为重要。 (3)滤波特性：锁相环具有窄带特性，当压控振荡器频率锁定在输入频率 上时，仅位于输入信号频率附近的干扰成分能以低频干扰的形式进入环路， 而绝大多数的干扰会受到环路低通滤波器的抑制，从而减少了对压控振荡 器的影响。 (4)低门限特性：锁相环路用作调频信号解调时，与普通鉴频器相比较， 有低门限信噪比特性。这是因为环路有反馈控制作用，跟踪相位差小，降 低了鉴相特性的非线性影响，从而改善了门限效应。 下面介绍锁相环的几种应用。

高频电子线路课件：反馈控制电路原理及其分析方法

高频电子线路课件：反馈控制电路原理及其分析方法

利用拉氏变换的终值定理可求得系统稳态误差值为
es
lim e(t)
t
lim
s0
sE(s)
（1.4.8）
7.5 自动频率控制电路
7.5.1 工作原理
自动频率控制（ＡＦＣ）电路由频率误差信号控制电 路、 低通滤波器和可控频率器件三部分组成, 其方框图如 图7.5.1所示。
r r(s)
频 率 误差 信 提 取 电路
的输出信号振幅，Ux0和Ａg（０）是相应的输入信号振幅和放大 器增益, ｋc和ｋｇ皆为常数, 表示均为线性控制。
若低通滤波器对于直流信号的传递函数 Ｈ（s）＝１, 当误 差信号ue＝０时, 由图6.7.1可写出UR 和Uy0、Ｕx0之间的关系，
即
UR=k2k3Uy0=k2k3Ag(0)Ux0
(6.7.2)
Ux
UR
电 压 比 较 器 ue
控 制 信 号 uc
可 控 增益
Uy
kb
发 生 k器1
放 大 A器g
直 流 放大 器 k3
低通 滤波器
电 平 检测 器 k2
图 6.7.1 自动增益控制电路的组成
3. 滤波器的作用
整个环路应具有低通传输特性, 这样才能保证仅对信号电 平的缓慢变化有控制作用。
尤其当输入为调幅信号时, 为了使调幅波的有用幅值变化 （例如普通调幅波的包络变化）不会被自动增益控制电路的控制 作用所抵消（此现象称为反调制）, 也就是说，环路截止频率必 须低于调制信号的最低频率，才不会出现反调制。
高放
混频
中放
检波
预视放
ⅠⅡ Ⅲ
延迟 AG C
AG C 放大
AG C 检波
消噪
图 6.7.5 电视机AGC系统方框图

高频电子线路阳昌汉版ppt第1章_绪论


送信号。
15
二、无线电接收设备的组成(以调幅广播为例)
（1）直接检波式接收机
主要缺点：灵敏度低
（2）直接放大式接收机
主要缺点：调谐比较复杂，对不同的电台其接收效果不同
16
（3）超外差式接收机
高频 放大器
混频器
中频 放大器
振幅 检波器
低频 放大器
扬声器
本机 振荡器
优点：选择性好，调谐方便
17
1.4 无线信道及传播方式
发送 设备
传输 信道
接收 设备
输出 变换器
7
1．输入变换器： 将传送的非电量信息(如声音、图像等) 变换为电信号 2．发送设备：将电信号变换为适应于信道传输特性的信号 是传输信息的通道，又称传输媒介 3．传输信道：
有线信道：双绞线、同轴电缆和光纤 无线信道；自由空间
4．接收设备：将接收到的信号恢复成与发送设备输入信 号一致的信号 将电信号转变成原来传送的信号 5．输出变换器：
待发送的信息 运载工具
把基带信号(调制信号） “装载” 到高频振荡信号（载波）之 中，然后由天线向外辐射出去，这种方法叫调制。
11
5、调制的概念
调制：用要传送的信息（基带信号或调制信号）去控制高频 载波振荡信号的三参量之一, 使其随需传送的信息成线性关系 变化。 相位 幅度 频率 载波 ：
c t V cm co s c t 0 V cm co s t
基带信号占有的频带属于低频范围。
常用基带信号频率范围： 语音 300Hz ~ 3.4kHz 图像信号 0~6MHz
10
音乐 16Hz ~ 20kHz
4、直接发射基带信号的缺点
（1）发射天线的尺寸太大。 波长λ=c∕ｆ (c为光速)，天线的尺寸L≧ λ /4。

高频电子线路第7章-反馈控制电路PPT课件


缺Байду номын сангаас：
对微弱信号的接收很不利
0
Ui
适用于输入信号振幅较大的场合 简单AGC特性曲线
超外差式收音机的框图，采用简单AGC电路。
高频
中频
低频
变频器
检波器
放大
放大
放大
AGC 电压
低通滤波
天线收到的信号经高频放大、变频、中频放大后，进行检 波，解调出音频信号。音频信号的大小将随输入信号强弱的 变化而变化，此音频信号经过低通滤波器后，取出其平均值， 称为AGC电压。输入信号强，AGC电压大；输入信号弱，AGC 电压小，AGC电压控制高放及中放增益：AGC电压大，使增益 低；AGC电压小，使增益高，即可达到自动增益控制的目的。
的ｒ（ｔ）和ｆ（ｔ）可以是电压、 频率或相位参量。 误差信号ｅ（ｔ） 和控制信号ｃ（ｔ）一般是电压。可控器件的可控制特性一般是增益或频 率, 所以输出信号ｙ（ｔ）的量纲是电压、 频率或相位。
7.2 自动增益控制电路
作用
当输入信号电平变化时，用改变增益的方式使接收机输出电 平基本不变，或仅在容许的较小范围内变化。
解调后音频信号的最低频率, 避免出现反调制。
延迟AGC电路
第 7 章 反馈控制电路
7.1 概述 7.2 自动增益控制电路 7.3 自动频率控制电路 7.4 锁相环路 本章小结
7.1 概述
反馈控制电路是通信系统不可缺少的组成部分
由放大电路、 振荡电路、 调制电路和解调电路等功能 电路就可以组成一个完整的通信系统或其它电子系统, 但 其性能不一定完善。例如, 在调幅接收机中, 天线上感生的 有用信号的强度往往由于电波传播衰落等原因会有较大的 起伏变化, 导致放大器输出信号时强时弱不规则变化, 有时 还会造成阻塞。为了提高通信和电子系统的性能指标, 或 者实现某些特定的要求, 必须采用自动控制系统。

《高频电子线路》课件


高频电子线路实验设备与器材
01
02
03
04
信号发生器
用于产生各种频率的正弦波信 号，作为实验输入信号。
示波器
用于观察信号波形，测量信号 的幅度、频率等参数。
高频放大器
用于放大高频信号，提高信号 的幅度。
滤波器
用于滤除不需要的频率成分， 提取特定频率的信号。
高频电子线路实验方法与步骤
实验准备
根据实验内容准备相应的设备 与器材，连接好线路。
02
高频电子线路基础知识
信号与系统
信号的分类
信号可以根据不同的特性进行 分类，如连续信号和离散信号 、确定性信号和随机信号等。
系统的基本概念
系统是一组相互关联和相互作 用的元素，它们共同完成某种 功能或目标。
线性时不变系统
线性时不变系统是信号处理中 最常见的系统类型，其特点是 系统的输出与输入成正比，且 比例系数是常数。
频率的信号。
04
高频电子线路系统分析
调谐电路分析
调谐电路的基本原理
调谐电路是一种通过改变电路的频率特性来选择信号或滤 波噪声的电路。它通过改变电路的电感或电容来实现频率 的调节。
调谐电路的分类
调谐电路可以分为串联调谐和并联调谐两种类型。串联调 谐电路的电抗与频率成正比，而并联调谐电路的电抗与频 率成反比。
振荡器的应用
振荡器在通信、测量、控制、电子仪器等领域有着广泛的应用，用于产生一定频率和幅度 的信号，作为信息传输、处理和测量的基础。
调制解调分析
调制解调的基本原
理
调制解调是实现信号传输的关键 技术之一。调制是将低频信号转 换为高频信号的过程，而解调是 将高频信号还原为低频信号的过 程。
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求输出信号振幅之间电压误差的自动控制电路。 在AGC电路中，一方面希望输出信号振幅的变化越小越好，
即要求输出电压振幅的误差越小越好；另一方面，也希望容许 输入信号振幅变化越大越好。
一、自动增益控制的意义 在通信、导航、遥测遥感等无线电系统中，接收机接收到
的信号可能有强有弱，通过AGC，使接收机的增益随信号 强弱自动改变，达到信号幅度均衡的目的。AGC的基本结 构如图10-2。
图10-2 具有AGC电路的接收机组成框图
二、工作原理 1、自动增益控制电路的目的 自动增益控制电路的目的：当输入信号电压变化很大时，
关于高频电子线路 第章反馈控制电路
概述
一、反馈控制的概念和分类 反馈控制是现代系统工程中的一种重要技术手段。
在系统受到扰动的情况下，通过反馈控制作用，可使系 统的某个参数达到所需的精度，或按照一定的规律变化。 电子线路中也常常应用反馈控制技术。根据控制对象参 量的不同，反馈控制电路可以分为以下三类：
保持接收机输出电压基本不变。具体地说，当输入信号很弱 时，接收机的增益大，自动增益电路不起作用；而当输入信 号很强时，自动增益电路进行控制，使接收机增益减小。从 而达到当接收机信号强度变化时，其输出端的电压或功率基 本不变或保持恒定的目的。
2、自动增益控制电路框图
自动增益控制电路框图如图10-3所示。
可控制器件：或者是其输入输出特性受控制信号uc(t)的 控制 (如可控增益放大器)，或者是在不加输入的情况下， 本身输出信号的某一参量受控制信号uc(t)的控制 (如压控 振荡器)。
反馈网络的作用：是在输出信号uo (t)中提取所需要进 行比较的分量，送到比较器与参考信号进行比较。
10.1 自动增益控制电路
1、自动增益控制 (Automatic Gain Control，简称AGC)， 它主要用于接收机中，控制接收机的增益，以维持整机输 出恒定，使之几乎不随外来信号的强弱变化。
2、自动频率控制 (Automatic Frequency Control，简 称AFC)，它主要用于维持电子设备中工作频率的稳定。
3．前置AGC、后置AGC与基带AGC 前置AGC是指AGC处于解调以前，由高频（或中频）
信号中提取检测信号，通过检波和直流放大，控制高频 （或中频）放大器的增益。
后置AGC是从解调后提取检测信号来控制高频（或 中频）放大器的增益。
基带AGC是整个AGC电路均在解调后的基带进行处 理。
四、AGC的性能指标 1．动态范围 AGC电路是利用电压误差信号去消除输出信号振幅与要
Uo
当输入信号Ｕi大于Ｕimax
后,ＡＧＣ作用消失。可见,
U om a x U om i n
0
U im in
Uimax
Ｕimin与Ｕimax区间即为所 容许的输入信号的动态范
围, Ｕomin与Ｕomax区间即 Ui 为对应的输出信号的动态
图10-5 延迟AGC特性曲线
这种ＡＧＣ电路由于需要延迟到Ｕi＞Ｕimin之后才开始控制作 用, 故称为延迟ＡＧＣ。 “延迟”二字不是指时间上的延迟。
3 、 自 动 相 位 控 制 (Automatic Phase Control ， 简 称 APC)，又称为锁相环路(Phase Lock Loop，简称PLL)，它 用于锁定相位，能够实现许多功能，是应用最广的图10-1所示，由比较器、控制
设输入信号振幅为Ui，输出信号振幅为Uo，可控增益放 大器增益为Av(uc)，它是控制电压uc的函数，则有
Uo Av(uc)Ui
(10-1) ui
Up
电压比较器 ue 控制信号 uc 可控增益
Uo
Kp
发生器K1
放大器AK
直流放大器 K2
低通 滤波器
电平检测器 K2
图10-3 自动增益控制电路框图
滤波器的作用
环路中的低通滤波器是非常重要的。 由于发射功率变化, 距离远近变化, 电波传播衰落等引起信号强度的变化是比较缓 慢的, 所以整个环路应具有低通传输特性, 这样才能保证仅对信 号电平的缓慢变化有控制作用。
尤其当输入为调幅信号时, 为了使调幅波的有用幅值变化 不会被自动增益控制电路的控制作用所抵消（此现象称为反调 制）, 必须恰当选择环路的频率响应特性, 使对高于某一频率的 调制信号的变化无响应, 而仅对低于这一频率的缓慢变化才有 控制作用。这就主要取决于低通滤波器的截止频率。
信号发生器、可控器件和反馈网络四部分组成一个负反馈
闭合环路。
参考信号 ur(t)
反馈 信号 uf(t)
输入信号
误差信号
ui(t)
控制信号
输出信号
ue(t) 比较器
控制信号 发生器
uc(t)
可控 器件
uo(t)
反馈 网络
图10-1反馈控制系统的组成
比较器的作用：是将参考信号ur(t)和反馈信号uf(t)进行 比较，输出二者的差值即误差信号ue(t)，然后经过控制信 号发生器送出控制信号uc(t)，对可控制器件的某一特性进 行控制。比较器可以是：电压比较器、频率比较器(鉴频器) 或相位比较器(鉴相器)。
三、自动增益控制电路
根据输入信号的类型、特点以及对控制的要求， AGC电路主要有以下几种类型。
1．简单AGC电路
在简单AGC电路里，参考电平Ur＝0。这样，只要 输入信号振幅Ui增加，AGC的作用就会使增益Kv减小， 从而使输出信号振幅Uo减小。图10-4为简单AGC的特性 曲线。
特点： 一有输入信号，
AGC就起作用，增 益就减小，因而对提 高灵敏度不利
图10.4 简单的AGC特性
特点：电路简单，不需专门比较器； 只要有输入信号，AGC电路就起作用，适合输入信
号很大的场合。
具有自动增益控制电路的超外差式接收机方框图
2．延迟AGC电路
在延迟AGC电路里有一个起控门限，即比较器参考电压
Ur，它对应的输入信号振幅Uimin，如图10-5所示。
改变“延迟电压” 可改变门限的大小
－
至信号 检波
＋
VCC VD
延迟 电压
C1
图10-6 延迟AGC电路
低通滤波器
R AGC电压 C
R1 VD、C1、R1组成 AGC检波器
可见，只有放大器的输出大于延迟电压后，即输入信号幅 度大于门限电压时，二极管VD导通，AGC检波器才工作。
具有延迟AGC的接收机框图