第8章-反馈控制电路

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。
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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
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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
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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。

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第8章 反馈控制电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8.1 自动增益控制电路
一、自动增益控制的意义
自动增益控制电路在在通信、导航、遥测遥控等无 线电系统中应用非常广泛。
高频 放大器 中频 放大器 至解调器
混频器
直流 放大器
AGC 检波器
ur
图8-2 具有AGC电路的接收机组成框图
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第8章 反馈控制电路
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，
保持接收机输出电压恒定或基本不变。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。
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第8章 反馈控制电路
反馈 网络
图8-1反馈控制系统的组成
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第8章 反馈控制电路
输入信号 u i (t) 误差信号 u e(t) 控制信号 发生器 控制信号 u c(t) 可控 器件 输出信号 u o (t)
参考信号 u r(t) 比较器 反馈 信号 u f(t)
反馈 网络
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 可控制器件：或者是其输入输出特性受控制信号uc(t)的控 号发生器送出控制信号uc(t)，对可控制器件的某一特性进 制 (如可控增益放大器)，或者是在不加输入的情况下，本 反馈网络的作用：是在输出信号uo (t)中提取所需要进行 行控制。比较器可以是：电压比较器、频率比较器(鉴频器) 身输出信号的某一参量受控制信号uc(t)的控制 (如压控振 比较的分量，送到比较器与参考信号进行比较。 或相位比较器(鉴相器)。 荡器)。

偏置电路及静态工作点
偏置电路
为了使三极管正常工作在放大状态，需要为其设置合适的偏置电路。偏置电路的 主要作用是为三极管的基极提供稳定的直流电压，使其工作在合适的静态工作点 。
静态工作点
静态工作点是指三极管在没有输入信号时的工作状态。在这个状态下，三极管的 基极电流、发射极电流和集电极电流都保持在一个稳定的值。静态工作点的设置 对于三极管的放大性能和稳定性至关重要。
防静电措施
在版图设计中考虑防静电措施，如增加接地引脚、设置静电放电通 路等，以避免静电对三极管的损害。
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三极管版图仿真与验证
仿真工具介绍及使用方法
仿真工具介绍
目前常用的三极管版图仿真工具有 Cadence、Synopsys和Mentor等公 司的EDA软件，这些软件提供了全面 的电路设计和仿真功能，支持多种工 艺库和器件模型。
电流放大原理
电流放大倍数（β值）
三极管具有电流放大功能，即当基极电流发生变化时，集电极电流会按照一定比例放大。这个比例被 称为三极管的电流放大倍数，用β值表示。
电流放大原理
当基极电流增大时，发射极向基极提供的电子流也相应增大，导致集电极电流增大。由于集电极面积 较大，可以收集更多的电子，因此集电极电流的变化幅度大于基极电流的变化幅度，实现了电流的放 大。
传感器接口电路设计案例
传感器信号放大
信号调理电路
利用三极管构成的放大电路，对传感器输 出的微弱信号进行放大。
采用三极管构成信号调理电路，对放大后 的传感器信号进行进一步的处理和转换。
输出驱动电路
电源与接地处理
利用三极管作为输出驱动电路，将处理后 的传感器信号转换为适合后续电路处理的 信号形式。
在传感器接口电路中，同样需要注意电源 和接地的布局，以降低电源噪声对传感器 信号的影响。

• 反馈系统中负载的影响
Feedback Ch. 8 # 20
信号的检测
• (a)：检测电压，并联电压表 • (b)：检测电流，串联电流表 • (c)：检测电流的实际电路，测Rs的压降
Feedback Ch. 8 # 21
反馈系统中信号的检测
• 检测对象：H(s)的输出信号
– 若H(s)是跨导放大器或电流放大器， 则检测I；为串联采样；
Feedback Ch. 8 # 40
电流-电流反馈的特性
• 输入端并联，
– 输入电阻减小
• 输出端串联，
– 输出电阻增大
Rin,cl
Rin
1 AI
Rout ,cl Rout (1 AI )
Iout AI
Iin 1 AI
Feedback Ch. 8 # 41
本讲内容
• 反馈概述 • 反馈结构 • 反馈系统中负载的影响
Feedback Ch. 8 # 29
电压-电压反馈的特性
• 输入端串联，
– 输入电阻增大
• 输出端并联，
– 输出电阻减小
Rin,cl (1 A0 )Rin
Rout ,cl
Rn 1 A0
Feedback Ch. 8 # 30
本讲内容
• 反馈概述
– 反馈的特性 – 放大器的种类 – 检测与返回机制
返回信号
检测信号
Feedback Ch. 8 # 46
G模型
I1 G11V1 G12 I2 V2 G21V1 G22 I2
返回信号
检测信号
Feedback Ch. 8 # 47
选择二端网络模型表述反馈网络
反馈网络类型 描述
对应模型
电压-电压反馈