更新时间:2022-11-02 06:14
自动频率控制电路(automatic frequency control circuit) 将输出频率和输入基准频率进行比较,并把两个频率之差变换成电压,用此电压去控制产生输出频率的振荡器,使其振荡频率向预期的频率靠近的电路。
电路方框图如图所示。由混频器和鉴频器组成频率比较器。设定的输出频率f0等于输入基准频率fR和鉴频器中心工作频率fd之差,即f0=fR-fd。
当压控振荡器的振荡频率f0正好等于设定的输出频率f0时,混频器的输出频率为(fR-f0)=fd,正好等于鉴频器的中心工作频率,鉴频器输出电压为零。如压控振荡器的振荡频率f0偏离设定的输出频率f0,例如高于f0,则混频后产生的差频(fR-f0)=fd将低于鉴频器的中心工作频率fd。鉴频器的特性是当输入信号频率fd低于其中心工作频率fd时输出一个负电压,这一负电压控制压控振荡器,使其振荡频率f0向设定的频率f0靠近。但f0不可能等于f0,总有一剩余频差fe=f0-f0。这一剩余频差使鉴频器输入信号的频率fd与其中心工作频率fd也相差fe。将此频差fe转换为电压ud,经滤波器滤除高频干扰后输出控制电压ue,使压控振荡器的振荡频率向设定的输出频率靠近。设混频器的混频增益为KM,鉴频器的鉴频灵敏度为Kd(见鉴频器)。滤波器的传输系数为KF,压控振荡器的调制灵敏度为Sf,它们的乘积KMKdKFSf称为环路增益。环路增益高,意味着很小的频差fe便可以产生足够大的控制电压,最终使压控振荡器的振荡频率十分接近设定的振荡频率,剩余频差很小。
工作于较低频率的鉴频器,可以获得较高的鉴频灵敏度。混频器是为降低鉴频器的工作频率而设置的。但是,也不能认为鉴频器的工作频率越低越好,鉴频器的工作频率过低时,会导致鉴频电路中的L、C元件体积和重量加大。
由上式可见,能否获得设定的输出频率f0取决于频率比较器的输入基准频率fR和鉴频器的中心工作频率fd。因此,fR和fd均应有高的稳定度和精确度。通常基准频率fR用石英晶体振荡器产生,鉴频电路则选用高稳定度和高精度的元件。
用于稳频。自动频率控制电路在通信和广播系统的接收设备中,用于稳定本机振荡的频率。在调频制通信和广播的发送设备中,用于稳定调频信号的中心工作频率。
用自动频率控制电路稳频有剩余频差,而用锁相环稳频时,只有剩余相差而没有剩余频差。锁相环的稳频性能优于自动频率电路的稳频性能。除此之外,锁相环电路易于集成,而采用LC振荡回路的鉴频电路难于集成。因此,一些早期采用自动频率控制电路稳频的部件正逐步为锁相环取代。