自動頻率控制電路

自動頻率控制電路(automatic frequency control circuit) 將輸出頻率和輸入基準頻率進行比較，並把兩個頻率之差變換成電壓，用此電壓去控制產生輸出頻率的振盪器，使其振盪頻率向預期的頻率靠近的電路。

基本介紹

• 中文名：自動頻率控制電路
• 外文名：automatic frequency control circuit

原理

電路方框圖如圖所示。由混頻器和鑒頻器組成頻率比較器。設定的輸出頻率f₀等於輸入基準頻率f_R和鑒頻器中心工作頻率f_d之差，即f₀₌f_R-f_d。

圖1

當壓控振盪器的振盪頻率f₀正好等於設定的輸出頻率f₀時，混頻器的輸出頻率為(f_R-f₀）=f_d，正好等於鑒頻器的中心工作頻率，鑒頻器輸出電壓為零。如壓控振盪器的振盪頻率f₀偏離設定的輸出頻率f₀，例如高於f₀，則混頻後產生的差頻(f_R-f₀)=f_d將低於鑒頻器的中心工作頻率f_d。鑒頻器的特性是當輸入信號頻率f_d低於其中心工作頻率f_d時輸出一個負電壓，這一負電壓控制壓控振盪器，使其振盪頻率f₀向設定的頻率f₀靠近。但f₀不可能等於f₀，總有一剩餘頻差f_e=f₀-f₀。這一剩餘頻差使鑒頻器輸入信號的頻率f_d與其中心工作頻率f_d也相差f_e。將此頻差f_e轉換為電壓u_d，經濾波器濾除高頻干擾後輸出控制電壓u_e，使壓控振盪器的振盪頻率向設定的輸出頻率靠近。設混頻器的混頻增益為K_M，鑒頻器的鑒頻靈敏度為K_d(見鑒頻器)。濾波器的傳輸係數為K_F,壓控振盪器的調製靈敏度為S_f,它們的乘積K_MK_dK_FS_f稱為環路增益。環路增益高，意味著很小的頻差f_e便可以產生足夠大的控制電壓,最終使壓控振盪器的振盪頻率十分接近設定的振盪頻率，剩餘頻差很小。

工作於較低頻率的鑒頻器，可以獲得較高的鑒頻靈敏度。混頻器是為降低鑒頻器的工作頻率而設定的。但是，也不能認為鑑頻器的工作頻率越低越好，鑒頻器的工作頻率過低時,會導致鑒頻電路中的L、C元件體積和重量加大。

由上式可見，能否獲得設定的輸出頻率f₀取決於頻率比較器的輸入基準頻率f_R和鑒頻器的中心工作頻率f_d。因此，f_R和f_d均應有高的穩定度和精確度。通常基準頻率f_R用石英晶體振盪器產生,鑒頻電路則選用高穩定度和高精度的元件。

套用

用於穩頻。自動頻率控制電路在通信和廣播系統的接收設備中，用於穩定本機振盪的頻率。在調頻制通信和廣播的傳送設備中，用於穩定調頻信號的中心工作頻率。

用自動頻率控制電路穩頻有剩餘頻差，而用鎖相環穩頻時，只有剩餘相差而沒有剩餘頻差。鎖相環的穩頻性能優於自動頻率電路的穩頻性能。除此之外,鎖相環電路易於集成，而採用LC振盪迴路的鑒頻電路難於集成。因此，一些早期採用自動頻率控制電路穩頻的部件正逐步為鎖相環取代。