高频电子技术任务10-数字编解码无线遥控系统制作课件.ppt

1、学习情境一学习情境一自动增益控制电路自动增益控制电路u 仿真目的仿真目的1.掌握掌握AGC工作原理，比较没有工作原理，比较没有AGC和有和有AGC两种情况下输出电压的变化情况。两种情况下输出电压的变化情况。2.掌握掌握AGC主放大器的增益控制原理，学主放大器的增益控制原理，学会测量会测量AGC的增益控制范围。的增益控制范围。图10-1是AGC仿真电路，载波信号是465kHz，调制信号12.5kHz.，调制度为0.5。学习情境一学习情境一自动增益控制电路自动增益控制电路u 仿真电路仿真电路打开Multisim软件，绘制下列电路，取名自动增益控制电路，如图10-1所示。u 绘制电路绘制电路 图10

2、-1 自动增益控制电路图 学习情境一学习情境一自动增益控制电路自动增益控制电路图10-2所示为自动增益控制电路波形图。示波器所示为AM信号源波形和R8R9间输出检波波形。1.输入信号设定为10mV时，用万用表测量实际输入电压为7.5mV，输出电压（三极管V2集电极）为2.024V，放大倍数约270倍；加大输入信号电压到100mV时，此时测得实际输入信号电压为75mV，输出信号电压为5.985V，放大倍数约80倍，AGC电路起了作用，输入信号加大时放大倍数减小了。2.测试变阻器A的电阻变化对于自动增益控制电路的影响。学习情境一学习情境一自动增益控制电路自动增益控制电路u 测试内容测试内容图10-

3、2 自动增益控制电路波形图学习情境一学习情境一自动增益控制电路自动增益控制电路学习情境二学习情境二锁相环路的应用锁相环路的应用u 仿真目的仿真目的1.掌握锁相环锁相原掌握锁相环锁相原理，了解用锁相环构成的理，了解用锁相环构成的调频波解调原理。调频波解调原理。2.学习用集成锁相环构学习用集成锁相环构成的调频波信号产生电路。成的调频波信号产生电路。学习情境二学习情境二锁相环路的应用锁相环路的应用1.PLL应用1：产生FM信号，载波为1V、10kHz，调制信号为12mV、1kHz。2.PLL应用2：调频波解调电路，解调信号含有高频寄生振荡。u 仿真电路仿真电路1.打开Multisim软件，绘制下列电

4、路图，其功能为产生FM信号，图10-3所示为锁相环产生调频波电路图，图10-4所示为锁相环产生调频波波形图，图10-5所示为锁相环产生调频波参数设置。u 绘制电路图绘制电路图图10-3 锁相环产生调频波电路图学习情境二学习情境二锁相环路的应用锁相环路的应用图10-4 锁相环产生调频波波形图学习情境二学习情境二锁相环路的应用锁相环路的应用图10-5 锁相环产生调频波参数设置2.打开Multisim软件，绘制下列电路图，其功能为调频波解调，图10-6所示为锁相环解调电路图，图10-7所示为锁相环解调波形图，图10-8所示为锁相环解调参数设置。图10-6 锁相环解调调频波电路图学习情境二学习情境二锁

5、相环路的应用锁相环路的应用图10-7 锁相环解调调频波波形图图10-8 锁相环解调调频波参数设置学习情境二学习情境二锁相环路的应用锁相环路的应用学习情境二学习情境二锁相环路的应用锁相环路的应用 锁 相 环 调 频 时，外 加 载 波锁 相 环 调 频 时，外 加 载 波信 号 频 率 与 压 控 振 荡 器 的 中 心 频 率，信 号 频 率 与 压 控 振 荡 器 的 中 心 频 率，哪 个 频 率 稳 定 度 要 求 较 高？哪 个 频 率 稳 定 度 要 求 较 高？锁 相 环 为 什 么 能 够 构 成 调锁 相 环 为 什 么 能 够 构 成 调频 波 产 生 电 路 和 解 调 电

6、 路？频 波 产 生 电 路 和 解 调 电 路？反馈控制是现实物理过程中的一个基本现象。在各种人造系统中，为准确调整系统或单元的某些状态参数，常采用反馈控制的方法。采用反馈控制的方法稳定放大器增益是反馈控制在电子线路领域最典型的应用之一。在高频电路中，常常需要准确调整放大器的输出电压振幅、混频器的本振频率、振荡信号的频率或相位等等。采用反馈控制的方法来稳定这些电路状态参数就是自动增益控制（Automatic Gain Control简记为AGC），又称自动电平控制电路，需要比较和调节的参量为电流和电压，用来控制输出信号的幅度；自动频率控制（Automatic Frequency Contro

7、l简记为AFC），需要比较和调节的参量为频率，用于维持工作频率的稳定；自动相位控制（Automatic Phase Control简记为APC，由于和后面的自动功率控制重名，故本书只用PLL），需要比较和调节的参量为相位。自动相位控制电路又称为锁相环路（Phase Locked Loop简记为PLL），它用于锁定相位，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，尤其是利用锁相原理构成频率合成器，是现代通信系统重要的组成部分；自动功率控制（Automatic Power Control简记为APC），主要用于移动通信，它可以解决同一无线通信系统内多台发射机发射的射频信号发生强信号

8、抑制弱信号的问题。知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路为稳定系统状态而采用的反馈控制系统应是一个负反馈系统或称负反馈环路。它由图10-9所示的三部分组成。图中输出就是需准确调整的状态参数，而输入是被跟踪的基准。比较器鉴别出输入与输出之间的误差；处理机构根据跟踪精度、反应速度和系统稳定性等要求对误差信号进行放大和滤波等处理；执行机构根据处理结果调整系统状态。系统的功能就是使输出状态跟踪输入信号或它的平均值的变化。跟踪过程如图10-10所示，跟踪控制过程总是使调整后的误差以与起始误差相反的方向变化，结果误差的绝对值越来越小，最终趋向于一个极限值。知识链接一知识链接一自动增益控制电路

9、自动增益控制电路图10-9 反馈控制系统图10-10 跟踪过程知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路 必须指出，上述跟踪功能的实现是以反馈系统必须指出，上述跟踪功能的实现是以反馈系统工作稳定为条件的。保证系统稳定的关键是在任何工作稳定为条件的。保证系统稳定的关键是在任何条件下误差的形成必须是输入减输出。若比较器用条件下误差的形成必须是输入减输出。若比较器用输出减输入，则这种反馈被称为正反馈。若系统在输出减输入，则这种反馈被称为正反馈。若系统在某种条件下出现正反馈，则输出幅度会无限增加或某种条件下出现正反馈，则输出幅度会无限增加或振荡，即系统不稳定。振荡，即系统不稳定。知识链接一知

10、识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路自动增益控制电路组成如图10-11所示。图中可控增益放大器用于放大输入信号，其增益是可变的，它的大小取决于控制电压。振幅检波器、直流放大器和比较器构成反馈控制器。放大器输出的交流信号经振幅检波器变换成直流信号，通过直流放大器的放大，在比较器中与参考电平，相比较而产生一直流电压，可见，图10-11所示的电路构成了一个闭合环路。若输入电压 的幅度增加而使输出电压 幅度增加时，通过反馈控制器产生一控制电压，使 减小；当 幅度减小，使 幅度减小时，反馈控制器即产生一控制信号使 增加。这样，通过环路的反馈控制作用，可使输入信号幅度 增大或减小时，输出信号幅度保持恒

11、定或仅在很小的范围内变化，这就是自动增益控制电路的作用。知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路u 一、自动增益控制电路的作用图10-11 自动增益控制电路知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路 在无线通信中，因接收电台的不同、通信距离的变化、电磁波传播信道的衰减量变化以及接收机环境变化等，接收机接收到的信号强度均会发生很大的波动。可以设想，如果接收机的增益不变，输入信号幅度在很大范围内变化时，输出信号的幅度也将发生同样比例的变化，在强信号时就有可能使接收机过载而导致阻塞，在弱信号时，则又有可能造成信号的丢失。为了克服这一缺点，可采用自动增益控制电路，使接收机的增益随

12、着输入信号的强弱而变化，即输入信号弱时，接收机增益升高；输入信号强时，接收机增益减小，以补偿输入信号强弱的影响，达到减小输出电平变化的目的。所以，为了提高接收机的性能，AGC电路在接收机中几乎是不可缺少的辅助电路。知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路 图10-12所示为调幅接收机的自动增益控制电路结构框图。图中各级放大器（包括混频器）组成环路可控增益放大器，检波器和RC低通滤波器组成环路的反馈控制器。与图8-3比较，省略直流放大器，并用振幅检波器兼作比较器。由于检波器输出的信号电压主要由两部分组成：一部分是低频信号电压，它反映输入调幅波的包络变化规律；另一部分则是随输入载波幅度

13、作相应变化的直流信号电压。与输出低频信号相比较，反映载波幅度的输出直流电压的变化是极为缓慢的，因而在检波器输出端用一级具有较大时间常数的RC低通滤波器，就能滤除低频信号电压，把该直流电压取出来加到各被控级（高放、中放级），用以改变被控级的增益，从而使接收机的增益随输入信号的强弱而变化，实现了AGC作用。知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路图10-12 具有简单ACC电路的调幅接收机框图知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路在图10-12所示简单AGC电路中，当接收机一有输入信号，AGC电路就会立即起控制作用，接收机的增益因受控而降低，这对接收弱信号是不利的。为了克

14、服这一缺点，可采用图10-13（a）所示的延迟式AGC电路，图中单独设置提供AGC电压的AGC检波器。其延迟特性由加在AGC检波器上的附加偏压（参考电平）来实现。当检波器输入信号幅度小于 时，AGC检波器不工作，AGC电压为零，AGC不起控制作用。当AGC检波器输入信号幅度大于 时，AGC电路才起作用，其控制特性如图10-13（b）所示。知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路图10-13 具有延迟式ACC电路的接收机根据系统对AGC的要求，可采用多种不同形式的控制电路。下面介绍两种常用的增益控制电路。1控制晶体管发射极电流实现增益控制控制晶体管发射极电流实现增益控制晶体管放大器的

15、增益与放大管的跨导 有关，而 与管子的静态工作点有关，因此，改变发射极工作点电流，放大器的增益即随之改变，从而达到控制放大器增益的目的。为了控制晶体管的静态工作点电流，一般把控制电压 加到晶体管的基极或发射极上。图10-14所示是控制电压加到晶体管基极上的AGC电路。图中受控管为NPN型，故控制电压 应为负极性，即信号增大时，控制电压向负的方向增大，从而导致 减小，下降，使放大器增益降低。知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路u 二、增益控制电路 图10-14 AGC放大电路知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路2差分放大器增益控制电路差分放大器增益控制电路集成电路

16、中广泛采用差分电路作为基本单元，差分电路的增益控制可以通过改变其电流分配比、负反馈深度和恒流源电流等来实现。图10-15所示是由中频放大器集成块构成的放大电路，图中、为集成电路内部差分对管，自动增益控制电压 加在 管的基极。输入信号经外接自耦变压器耦合到集成电路的 管基极，与 组成共射一共基级联电路，再经、组成的两级射极输出器后输出。输入信号加到 后，即在其集电极产生相应的交流电流 该电流通过、，分别为、，且 。当自动增益控制电压 增加时，管的导通电阻减小，管的导通电阻增大，电流 增加、减小，放大器输出减小，增益下降，如 足够大，使得 管截止，这时 0，放大器输出为零；当 减小时，减小、增大，

17、放大器输出增大，增益上升，如 足够小，使得 管截止，0，而 ，此时放大器输出最大，增益最高。可见，该电路利用 控制电流 和 的分配比而实现增益控制作用。增益动态范围和响应时间是AGC电路的两个主要性能指标。知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路图10-15 改变电流分配比的增益控制电路知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路例例10-1某接收机输入信号振幅的动态范围是62 dB，输出信号振幅限定的变化范围为30。若单级放大器的增益控制倍数为20 dB，需要多少级AGC电路才能满足要求？解：所以，需要三级AGC电路。minminmaxminmax1lg20lg20lg2

18、0yyyyyoUUUUUm dB28.23.01lg20 oioigggmmmmAAnlg20lg20lg20lg20minmax dB72.5928.262 32072.59dBdBn 知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路例10-2在图例10-16所示AGC电路方框图中，和 分别是输入和输出信号，参考信号 1 V，可控增益放大器的增益 10.3，即理想的要求是增益为1。若输入信号振幅 变化范围为1.5 dB时，要求输出信号振幅 变化范围限制在0.05 dB以内，试求直流放大器增益 的最小值。知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路 知识链接一知识链接一自动增益控制

19、电路自动增益控制电路知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路知识链接一知识链接一自动增益控制电路自动增益控制电路 自 动 增 益 控 制 电 路 有 何 作自 动 增 益 控 制 电 路 有 何 作用？它 有 哪 些 基 本 组 成 部 分？用？它 有 哪 些 基 本 组 成 部 分？试 述 调 幅 收 音 机 自 动 增 益试 述 调 幅 收 音 机 自 动 增 益控 制 电 路 的 工 作 原 理。控 制 电 路 的 工 作 原 理。知识链接二知识链接二 自动频率控制电路自动频率控制电路在通信和各种电子设备中，频率是否稳定将直接影响到系统的性能，工程上常采用自动频率控制电路来自

20、动调节振荡器的频率，使之稳定在某一预期的标准频率附近。图10-17所示为AFC电路的原理框图，它由鉴频器、低通滤波器和压控振荡器组成fr为标准频率，fo为输出信号频率。知识链接二知识链接二 自动频率控制电路自动频率控制电路u 一、工作原理图10-17 AFC电路原理框图知识链接二知识链接二 自动频率控制电路自动频率控制电路自动频率控制电路广泛用作接收机和发射机中的自动频率微调电路。图10-18所示是采用AFC电路的调幅接收机组成框图，它比普通调幅接收机增加了限幅鉴频器、低通滤波器和放大器等部分，同时将本机振荡器改为压控振荡器。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

21、幅鉴频器进行鉴频。由于鉴频器中心频率调在规定的中频频率 上，鉴频器就可将偏离于中频的频率误差变换成电压，该电压通过窄带低通滤波器和放大后作用到压控振荡器上，压控振荡器的振荡频率发生变化，使偏离于 中频的频率误差减小。这样，在AFC电路的作用下，接收机的输入调幅信号的载波频率和压控振荡器频率之差接近于中频。因此，采用AFC电路后，中频放大器的带宽可以减小，从而有利于提高接收机的灵敏度和选择性。知识链接二知识链接二 自动频率控制电路自动频率控制电路u 二、应用举例图10-18 调幅接收机中的AFC系统知识链接二知识链接二 自动频率控制电路自动频率控制电路知识链接二知识链接二 自动频率控制电路自动频

22、率控制电路图10-19 具有AFC电路的调频发射机框图知识链接二知识链接二 自动频率控制电路自动频率控制电路 画 出 自 动 频 率 控 制 电 路 组画 出 自 动 频 率 控 制 电 路 组成 框 图，说 明 它 的 工 作 原 理。成 框 图，说 明 它 的 工 作 原 理。试 述 采 用试 述 采 用 A F C 电 路 后，调电 路 后，调频 发 射 机 中 心 频 率 的 稳 定 过 程。频 发 射 机 中 心 频 率 的 稳 定 过 程。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路也是一种以消除频率误差为目的的自动控制电路，但它不是直接利

23、用频率误差信号电压，而是利用相位误差信号电压去消除频率误差。目前，锁相环路在滤波、频率综合、调制与解调、信号检测等许多技术领域获得了广泛的应用，在模拟与数字通信系统中已成为不可缺少的基本部件。锁相环路基本组成如图10-20所示，它是由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成的闭合环路，与AFC电路相比较，其差别仅在于鉴相器取代了鉴频器。鉴相器是相位比较部件，它能够检出两个输入信号之间的相位误差，输出反映相位误差的电压 uD(t)。环路低通滤波器用来消除误差信号中的高频分量及噪声，提高系统的稳定性。压控振荡器受控于环路滤波器输出电压uC(t)，即其振荡频率受的控制uC(t)。知识链接三知识链接三 锁相

24、环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）u 一锁相环路组成与基本原理一锁相环路组成与基本原理图10-20 锁相环路基本组成若两个正弦信号频率相等，则这两个信号之间的相位差必保持恒定，如图10-21（a）所示。若两个正弦信号频率不相等，则它们之间的瞬时相位差将随时间变化而不断变化，如图10-21（b）所示.。换句话说，如果能保证两个信号之间的相位差恒定，则这两个信号频率必相等。锁相环路就是利用两个信号之间的相位误差来控制压控振荡器输出信号的频率，最终使两个信号之间的相位保持恒定，从而达到两个信号频率相等的目的。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电

25、路）图10-21 两个信号的频率和相位之间的关系 知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路的性能主要取决于鉴相器、压控振荡器和环路滤波器三个基本组成部件，下面先对它们的基本特性予以说明。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）u 二、锁相环路的数学模型（*为选讲内容）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）图10-22 正弦鉴相器的相位模型知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路

26、（自动相位控制电路）图10-23环路滤波器 知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）图10-24 环路滤波器的电路模型知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）图10-25 压控振荡器的控制特性及其电路相位模型 知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）4锁相环路的相位模型和基本方程锁相环路的相位模型和基本方程 将图10-22、图10-24和图10-25（b）所示三个基本环路部件的数学模型按图10-20所示环路连接，就可以得到图10-26所示锁相环路的相位模型。图10-26 锁相环路相

27、位模型 知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路根据初始状态的不同有两种自动调节过程。若环路初始状态是失锁的，通过自身的调节，使压控振荡器频率逐渐向输入信号频率靠近，当达到一定程度后，环路即能进入锁定，这种由失锁进入锁定的过程称为捕捉过程。相应地，能够由失锁进入锁定的最大输入固有频差称为环路的捕捉带，常用表示 p。若环路初始状态是锁定的，因某种原因使频率发生变化，环路通过自身的调节来维持锁定的过程称为跟踪过程。相应地，能够保持跟踪的输入信号频率与压控振荡器频率最大频差范围

28、称为同步带（又称跟踪带），常用表示 H。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）u 三、锁相环路的捕捉与跟踪知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）图10-27 捕捉带与同步带知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）4.说明锁相环路的捕捉和跟踪过程，捕捉带与同步带有何区别。3.何谓锁相环路“失锁”、“锁定”？锁相环路锁定有何特点？2.试画出锁相环路的相位模型，说明其特点和作用。写出锁相环路基本方程，它说明

29、了什么问题？1.锁相环路由哪几部分组成？有何工作特点？集成锁相环路的发展十分迅速，应用十分广泛。目前集成锁相环路已形成系列产品：由模拟电路构成的模拟锁相环路和由部分数字电路（主要是数字鉴相器）或全部数字电路（数字鉴相器、数字滤波器、数控振荡器）构成的数字锁相环路两大类。无论是模拟锁相环还是数字锁相环，按其用途可分为通用型和专用型两类。通用型是一种适应各种用途的锁相环路，其内部主要由鉴相器和压控振荡器两部分组成，有时还附有放大器和其他辅助电路，也有的用单独的集成鉴相器和集成压控振荡器连接成锁相环路。专用型是一种专为某种功能设计的锁相环路，例如，用于调频接收机中的调频多路立体声解调环路，用于通信和

30、测量仪器中的频率合成器，用于电视机中的正交色差信号同步检波环路等。无论是模拟锁相环路还是数字锁相环路，其VCO一般都采用射极耦合多谐振荡器或积分施密特触发型多谐振荡器，采用射极耦合多谐振荡器的振荡频率较高，而采用积分一施密特触发器型多谐振荡器的振荡频率比较低。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）u 四、集成锁相环路在模拟锁相环路中，鉴相器基本上都采用双差分对模拟相乘器的乘积型鉴相器，而数字鉴相器电路形式较多，它们都是由数字电路组成。下面介绍几种通用型集成锁相环路及其应用。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）1通

31、用型单片集成锁相环路通用型单片集成锁相环路L562L562是工作频率可达30 MHz的多功能单片集成锁相环路，它的内部除包含鉴相器PD和压控振荡器VCO之外，还有三个放大器 A1、A1、A1 和一个限幅器，其组成如图10-28（a）所示，外引线端排列如图10-28（b）所示。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）图10-28 L562通用型集成锁相环路知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）图10-30 CD4046集成锁相环路知识链接三知

32、识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）图10-31 数字式鉴频鉴相器特性知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）u 五、锁相环路的应用锁相环路有许多独特的优点，所以应用十分广泛。下面先说明锁相环路的基本特性，然后通过几个具体例子说明如何利用锁相环路的基本特性实现某种特定的功能。有关锁相环路在频率合成

33、器中的应用将在下节中详细介绍。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）1锁相环路的基本特性锁相环路的基本特性 总结以上分析可知，锁相环路具有以下基本特性：（1）环路锁定后，没有频率误差。当锁相环路锁定时，压控振荡器的输出频率严格等于输入信号频率，而只有不大的剩余相位误差。（2）频率跟踪特性。锁相环路锁定时，压控振荡器的输出频率能在一定范围内跟踪输入信号频率变化。（3）窄带滤波特性。锁相环路通过环路滤波器的作用后具有窄带滤波特性。当压控振荡器输出信号的频率锁定在输入信号频率上时，位于信号频率附近的频率分量，通过鉴相器变成低频信号而平移到零频率附近，这样，环路

34、滤波器的低通作用对输入信号而言，就相当于一个高频带通滤波器，只要把环路滤波器的通带做得比较窄，整个环路就具有很窄的带通特性。例如，可以在几十兆赫的频率上，做到几赫的带宽，甚至更小。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）2 锁相鉴频电路锁相鉴频电路 调频信号锁相解调电路组成如图10-32所示。当输入为调频信号时，环路锁定后，压控振荡器的振荡频率就能精确地跟踪输入调频信号的瞬时频率而变化，产生具有相同调制规律的调频信号。显然，只要压控振荡器的频率控制特性是线性的，压控振荡器的控制电压 uc(t)就是输入调频信号的原调制信号，取出uc(t)，即实现了调频信号的

35、解调。解调信号一般不从鉴相器输出端取出，因为这时解调电压信号中伴有较大的干扰和噪声。为了实现不失真地解调，要求锁相环路的捕捉带必须大于输入调频信号的最大频偏，环路带宽必须大于输入调频信号中调制信号的频谱宽度。图10-32 调频波锁相解调电路组成知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）图10-33 L562作调频信号解调电路知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）3

36、3 调幅波的同步检波调幅波的同步检波 采用锁相环路从所接收的信号中提取载波信号，可实现调幅波的同步检波。其电路组成如图10-34所示。图中，输入电压ui(t)为调幅信号或带有导频的单边带信号，环路滤波器的通频带很窄，使锁相环路锁定在调幅信号的载频上，这样压控振荡器就可以提供能跟踪调幅信号载波频率变化的同步信号。不过采用模拟鉴相器时，由于压控振荡器输出电压与输入已调信号的载波电压之间有2的固定相移，为了使压控振荡器输出电压与输入已调信号的载波电压同相，压控振荡器输出电压必须经2的移相器加到同步检波器上。图10-34 采用锁相环路的同步检波电路组成知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）

37、锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）4 4 锁相接收机锁相接收机 卫星或其他宇宙飞行器，由于离地面距离很远，同时受体积限制，发射功率又比较小，致使向地面发回的信号很微弱，又由于多普勒效应，频率漂移严重。在这种情况下，若采用普通接收机，势必要求它有足够的带宽，这样接收机的输出信噪比将严重下降而无法有效地检出有用信号。采用图10-35所示的锁相接收机，利用环路的窄带跟踪特性，就可十分有效地提高输出信噪比，获得满意的接收效果。图10-35 锁相接收机组成知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）

38、锁相接收机实际上是一个窄带跟踪环路，它比一般锁相环路多了一个混频器和中频放大器，由压控振荡器输出电压作为本振电压（频率为o），它与外加接收信号（频率为 i）相混后，输出中频电压，经中频放大后加到鉴相器与本地标准中频参考信号进行相位比较，在环路锁定时，加到鉴相器上的两个中频信号频率相等。当外界输入信号频率发生变化时，压控振荡器的频率也跟着变化，使中频信号频率自动维持在标准中频上不变。这样中频放大器的通频带就可以做得很窄，从而保证鉴相器输入端有足够的信噪比，提高了接收机的灵敏度。知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控制电路）锁相环路（自动相位控制电路）知识链接三知识链接三 锁相环路（自动相位控

39、制电路）锁相环路（自动相位控制电路）C M O S 锁 相 环 路锁 相 环 路 C D 4 0 4 6结 构 上 有 何 特 点？使 用 中 应 注 意 哪结 构 上 有 何 特 点？使 用 中 应 注 意 哪些 问 题？些 问 题？说 明 调 频 信 号 锁 相 解 调 电说 明 调 频 信 号 锁 相 解 调 电路 的 组 成 及 其 工 作 原 理。路 的 组 成 及 其 工 作 原 理。自动功率控制（APC）电路用于发射机。它是为了解决同一无线通信系统内多台发射机发射的射频信号在接收机内发生强信号抑制弱信号的问题而设计出来的。在移动通信等多址通信场合，基地台不同信道的接收机通常共用一

40、付天线和高频放大器，来接收不同信道的移动台发射来的射频信号。由于不同信道的移动台的位置不同，其所发射来的射频信号经历的传输距离与信道条件也不同，造成不同信道的信号到达接收机后幅度相差很大。由于前置放大器晶体管的非线性，不同信道的射频信号在放大器中相互作用的结果会造成强信号干扰甚至抑制弱信号的情况。这样，当某移动台离基地台的距离比其它移动台近得多时，它所发射的射频信号到达基地台后比其它移动台发来的射频信号要强得多而抑制其它移动台的信号，即使其它移动台是在有效的通信距离内。这样就造成其它移动台不能正常通信。知识链接四知识链接四APCAPC电路简介（自动功率控制电路）电路简介（自动功率控制电路）解决

41、这一问题的方案是采用功率控制。一种控制方案是由基地台根据接收到的某移动台发来的信号强度向该移动台发送功率控制指令，移动台根据该指令设定自己的发送功率。由于要求控制得比较准确，因此需要采用负反馈控制方案，如图10-36所示。这里，发送功率是控制环路的稳定目标，是负反馈控制环路的输出。图中，功率放大器的输出功率与其直流偏置电流有关，调整该偏置电流即可调整功放的输出功率。若不加负反馈而只用调整偏置电流的方法来控制功放的输出功率（这种方法叫开环控制），则会由于功放输出功率与偏置电流的关系不稳定而造成输出功率不稳定。加入负反馈以后，环路输出（功率测量电路的输出，即图中功率信号）将稳定在基准信号电平。因此

42、，若该基准稳定，则功率信号稳定，功放输出功率稳定。同时，调整基准电平也就调整了功放的输出功率。基准信号通常是由DA转换器产生，而DA转换器的输入是中央处理单元发来的数字信号，所以该APC电路可由软件灵活调整射频功率放大器的输出功率。知识链接四知识链接四APCAPC电路简介（自动功率控制电路）电路简介（自动功率控制电路）图10-36 APC环路的结构知识链接四知识链接四APCAPC电路简介（自动功率控制电路）电路简介（自动功率控制电路）技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试p 实训目的3学会用编解码芯片组成简单的遥控装置，学会编码学习学会用编解码芯片组成

43、简单的遥控装置，学会编码学习操作。操作。2掌握学习型编解码芯片掌握学习型编解码芯片PT2262/PT2272的主要特性和使的主要特性和使用方法；用方法；1掌握学习型编解码芯片组成遥控电路的工作原理；掌握学习型编解码芯片组成遥控电路的工作原理；技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试p 制作要求 4.4.编码完成直流电机的控制编码完成直流电机的控制 1.1.工作频率：工作频率：315MHz315MHz 3.3.发射半径：小于发射半径：小于100100米米 2.2.工作电压：工作电压：5V9V 5V9V 1.无线遥控系统组成无线遥控系统组成 一般遥控系统由控

44、制指令电路、指令编码、无线发射电路、无线接收电路、解码电路和执行电路等部分组成，如图10-37所示。无线遥控电路广泛应用于日常生活中，例如汽车中门控、报警系统；家用门禁和无线门铃；电子锁以及玩具小汽车无线遥控等许多场合。根据使用的编解码芯片类型不同，无线遥控电路有着不同的分类方法。图10-37 一般遥控系统组成方框图技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试p 确定制作方案2.编解码芯片简介编解码芯片简介 PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址

45、端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441(3的12次方)地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码，从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试 PT2262每次发射时至少发射每次发射时至少发射4组字码，组字码，PT2272只有在连续两次检测到相只有在连续两次检测到相同的地址码和数据码，才会把数据码中的同的地址码和数据码，才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电驱动相应的数据输出端为高电平和驱动平和驱动VT端同步为高电平。端同步为高电平。技能实训技能实

46、训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4)，对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时(PT2272-M6)，对应的地址编码应该是6位。技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试发射模

47、块发射模块FST-4主要参数主要参数 接收模块接收模块CZS-3主要参数主要参数工作频率：315 MHz工作频率：315 MHz发射功率：500 mW接收灵敏度：106dBm发射电流：350mA工作电流：5mA频率稳定度：75kHz频率稳定度：200kHz调制方式：调幅调制方式：调幅工作电压：DC 312V 工作电压：5V技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试3无线收发模块主要技术指标无线收发模块主要技术指标1.安装步骤安装步骤第一步：按图10-38所示连接编码发射电路，使其随时可以进入编码发射状态。第二步：按图10-39所示连接学习解码接收电路。第三

48、步：按下接收电路的按键S1，学习指示灯D1应从熄灭状态变为点亮，表示PT2262已进入学习状态。按住S1不放，发送编码信号，若指示灯D1亮1秒钟后自动熄灭，则表示学习成功，解码芯片接收到编码信号后，控制电机正转。按住S2不放，发送编码信号，若指示灯D1亮1秒钟后自动熄灭，则表示学习成功，解码芯片接收到编码信号后，控制电机反转。S3与S4按键为扩展按键，读者可以根据自身需要设置按键功能。技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试p 电路安装2.仪器设备仪器设备（1）编码解码芯片PT2262、PT2272各一片，无线发射模块FST-4一块，无线接收模块CZS-

49、3一块。（2）按钮开关4只，发光二极管1只，NPN型二极管4只，20k电阻4只、220电阻5只，200k电阻1只，1.2M电阻1只，直流电机1只，9V电池1只。（3）数字万用表一只，5V稳压电源一只。（4）通用印制电路板二块，电烙铁、镊子、剪刀等焊接安装工具一套。（5）实训电路如图10-38所示为发射电路，图10-39所示为接收电路。图中除芯片以外的各元器件型号规格如下。发光二极管D1：任意颜色；电容C1、C2：0.1F；电阻R1：1.2M；电阻R2：220k；电阻R3R6：20k；电阻R7R11：220技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试图10-3

50、8 无线编码发射电路图技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试图10-39 无线编码接收电路图技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试1通电检查通电检查安装完毕后，核对一次，确定无误后先后接上发射电路和接收电路的电源，观察有无冒烟或发出焦味等情况。如有发现，应立即关闭电源，重新对照电路图核对元器件安装焊接是否正确，找出错误后再进行通电试验。技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线遥控系统制作与调试u 一、数字编解码无线遥控系统的调试技能实训技能实训数字编解码无线遥控系统制作与调试数字编解码无线