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1、章节内容8.1自动增益控制电路8.2自动频率控制电路教学方式理论讲授教学时数2教学目的要求1、了解自动增益控制电路的工作原理、性能指标2、掌握自动频率控制电路的工作原理3、了解自动频率控制电路主要性能指标教学重点难点重点：1、 AGC电路组成和工作原理2、AFC的工作原理 难点：性能指标分析教学仪器无教学进程 教学主要内容教学方法引入新的教学 内容3分钟新课程讲授17分钟授新课20分钟授新课37分钟内容小结3分钟复习：1、调频原理及其电路的分析计算。2、调幅原理及其电路的分析计算。新课讲授：一、自动增益控制电路1、自动增益控制电路框图 2、自动控制电路的分类 1）简单AGC电路简单AGC电路中
2、参考电平为0，只要输入信号的振幅增加，由于AGC的作用使电路增益减小。 2）延迟AGC电路 在延迟AGC电路中有一起控门限，它对应输入信号的振幅。3）前置AGC、后置AGC基带AGC电路前置AGC是指AGC处于解调之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来控制高频或中频电路的增益；后置AGC是指AGC处于解调后提取检测信号来控制高频或中频电路的增益；基带AGC是整个AGC电路都在解调后的基带后处理。3、性能指标 1）动态范围AGC电路是用电压误差信号去消除输出信号的振幅与要求输出信号振幅之间的电压误差的自动控制电路。2）响应时间通过可控增益放大器增益的控制来实现对输出信号的振幅变
3、化的限制这要求AGC电路的反映能跟的上信号输入振幅的变化速度又不会出现反调制现象，这是时间响应特性。二、自锁频率控制电路1、工作原理2、应用1.自动频率微调电路一个调频通信机的AFC电路fs混频中放鉴频fI=|fs-f0|fI?fI本振低通滤波器f0 限幅放大移相网络u2u1uo三、内容小结1、AGC电路分析与应用；2、AFC电路分析与应用。四、思考题与作业作业：8-1 8-2 8-3 8-4 8-5 8-6 8-7与学生互动板书讲解提问讲解板书讲解讲解板书小结提问章节内容8.3锁相环的基本原理8.4频率合成器教学方式理论讲授教学时数2教学目的与要求1、掌握锁相环的工作原理及环路方程和工作过程
4、2、了解频率合成器的技术指标3、掌握直接式频率合成器和间接式频率合成器的原理，分析方法4、掌握直接数字式频率合成器的工作原理，特点教学重点与难点重点：1、锁相环的工作原理、环路方程2、直接式频率合成器和间接式频率合成器的原理，分析方法3、直接数字式频率合成器的工作原理，特点 难点：锁相环的工作过程及直接数字式频率合成器原理分析教学实验仪器无教学进程教学主要内容教学方法引入新的教学 内容3分钟新课程讲授7分钟授新课5分钟授新课10分钟授新课10分钟授新课5分钟授新课5分钟授新课5分钟授新课5分钟授新课5分钟授新课5分钟授新课7分钟授新课5分钟内容小结3分钟复习：1、自动增益控制电路的工作原理、性
5、能指标2、自动频率控制电路的工作原理3、自动频率控制电路主要性能指标新课讲授：一、锁相环的基本原理1.1 工作原理 锁相环是一个相位负反馈控制系统。它由鉴相器(Phase Detector,缩写为PD)、环路滤波器(Loop Filter,缩写为LF)和电压控制振荡器(Voltage Controlled Oscillator,缩写为VCO)三个基本部件组成, 设参考信号为若参考信号是未调载波时,则r(t)=r=常数。设输出信号为两信号之间的瞬时相差为由频率和相位之间的关系可得两信号之间的瞬时频差为锁定后两信号之间的相位差表现为一固定的稳态值。即此时,输出信号的频率已偏离了原来的自由振荡频率0
6、(控制电压uc(t)=0时的频率),其偏移量由式(813)和(814)得到为这时输出信号的工作频率已变为1.2鉴相器 1 ）鉴相器（PD）又称为相位比较器,它是用来比较两个输入信号之间的相位差e(t)。鉴相器输出的误差信号ud(t)是相差e(t)的函数,即基本环路方程图811 正弦鉴相器模型图812 线性鉴相器的频域数学模型若以压控振荡器的载波相位0t作为参考,将输出信号uo(t)与参考信号ur uo(t)=Uocos0t+2(t) (818) ur(t)=Ursinrt+r(t)=Ursin0t+1(t)(819) 2）无源比例积分滤波器 无源比例积分滤波器如图与RC积分滤波器相比,它附加了
7、一个与电容C串联的电阻R2,这样就增加了一个可调参数。它的传递函数为图816 无源比例积分滤波器(a)组成; (b)频率特性3) 有源比例积分滤波器 有源比例积分滤波器由运算放大器组成,电路如图8-17(a)所示。当运算放大器开环电压增益A为有限值时,它的传递函数为3. 压控振荡器 压控振荡器(VCO)是一个电压-频率变换器,在环路中作为被控振荡器,它的振荡频率应随输入控制电压uc(t)线性地变化,即式中，v(t)是VCO的瞬时角频率,Kd是线性特性斜率,表示单位控制电压,可使VCO角频率变化的数值。因此又称为VCO的控制灵敏度或增益系数,单位为rad/Vs。在锁相环路中,VCO的输出对鉴相器
8、起作用的不是瞬时角频率而是它的瞬时相位。 +-CR1uducR20W j(W)0-45(b)t1t220 lg20 lg2t1t2-90-6 dB/(a)/W 1/t2图817 有源比例积分滤波器 (a)电路; (b)频率特性由此可见,VCO在锁相环中起了一次积分作用,因此也称它为环路中的固有积分环节。4. 环路相位模型和基本方程 复时域分析时可用一个传输算子F(p)来表示,其中p(d/dt)是微分算子。由图819,我们可以得出锁相环路的基本方程环路相位模型：则式中，0是控制电压uc(t)=0时VCO的固有振荡频率;r是参考输入信号的初相位。可得固定频率输入时的环路基本方程:右边第二项是闭环后
9、VCO受控制电压uc(t)作用引起振荡频率v相对于固有振荡频率0的频差(v-0),称为控制频差。由式(835)可见,在闭环之后的任何时刻存在如下关系:瞬时频差=固有频差-控制频差 1.3 锁相环工作过程的定性分析 1.锁定状态 当在环路的作用下,调整控制频差等于固有频差时,瞬时相差e(t)趋向于一个固定值,并一直保持下去,即满足锁定正是在由稳态相差e()产生的直流控制电压作用下,强制使VCO的振荡角频率v相对于0偏移了0而与参考角频率r相等的结果。即2. 跟踪过程当v大得足以补偿固有频差0时,环路维持锁定,因而有： 如果继续增大0,使0K0UdF(j0),则环路失锁(vr)。因此,我们把环路能够继续维持锁定状态的最大固有频差定义为环路的同步带:3.失锁状态 失锁状态就是瞬时频差(r-v)总不为零的状态。这时,鉴相器输出电压ud(t)为一上下不对称的稳定差拍波,其平均分量为一恒定的直流。这一恒定的直流电压通过环路滤波器的作用使VCO的平均频率v偏离0向r靠拢,这就是环路的频率牵引效应。 4. 捕获过程开机时,鉴相器输
