高频电子课件第6章.pptVIP

6.3 自动频率控制电路 这里讨论一种稳定频率的方法——自动频率控制(简称AFC)。这也是一种反馈控制电路，广泛用于各种接收机和发射机及通信系统。 AFC电路可以自动调节振荡器的振荡频率，以减少频率变化，提高频率稳定度，使自激振荡器频率自动锁定到近似等于预期的标准频率上。 6.3.1 工作原理 图6.3-1是调幅超外差式接收机自动频率微调系统方框图。它的对象是振荡频率受误差电压控制的压控振荡器(简称VCO)。反馈控制器是由检测出频率误差的混频器、中频放大器以及将频率误差变换为相应电压的鉴频器组成的。 6.3-1 自动频率微调系统方框图 自动频率控制过程是利用误差信号的反馈作用来控制被稳定的振荡器频率，使之稳定。误差信号是由鉴频器产生的，它与两个比较频率源之间的频率差成比例。因而达到最后稳定状态时，两个频率不能完全相等，必须有剩余频差。 AFC电路应用较广，下面就以接收机中的自动频率微调电路为例，简要介绍其工作原理。图6.3-2为带AFC电路的调频接收机方框图。 图6.3-2调频接收机的AFC系统方框图 接收机是以额定中频为鉴频器的中心频率，亦作为AFC系统的标准频率。 其中，高放为可调放大器，本振与之统调。因为调频接收机本身有鉴频器，该AFC系统无需再另加鉴频器。但是，必须考虑到接收机的鉴频器输出不仅含有AFC的反馈控制电压，还有调频解调信号的电压，它也会控制本振频率的改变。为了消除这一影响，在鉴频器后必须加入低通滤波器。本振频率漂移和接收调频信号的中心频率漂移均为缓慢变化，由此引起的电压变化可以通过低通滤波器转变为电压的变化。 当混频器输出的差频不等于额定中频时，鉴频器即有误差电压输出，通过低通滤波器只允许直流电压输出，用来控制本振(压控振荡器)，使本振改变，直到差频减小至等于剩余频差为止。这固定的剩余频差叫做剩余失谐。显然，剩余失谐越小越好。例如图6.3-2的本振频率为46.5~56.5MHz，信号频率为45~50MHz，额定中频为1.5MHz，剩余误差不超过9kHz。 6.3-3 鉴频特性曲线 表示输出电压与频率偏离中心频率的数量之间的关系曲线，叫做鉴频特性曲线 。 图6.3-4 压控振荡器的调制特性曲线 表示压控振荡器频率与控制电压的关系的曲线，叫做调制特性曲线。 图6.3-5 图解法确定AFC动态平衡点 对应于不同的初始失谐 值，调制特性曲线与 轴在不同的点相交。只有初始失谐值在一定范围内，AFC系统才能起作用，最终将已失谐的频率微调回来。参看图6.3-6，初始失谐值从很大(AFC系统不能工作)逐步减小到 值， 此时调制特性曲线①刚刚与鉴频特性曲线的d点相切，AFC系统开始发生作用，将频率捕捉回来，最后稳定在Q点。 就叫做AFC系统的捕捉带。 反之，如果最初的失谐小于捕捉带 ，调制特性曲线如图中虚线②所示，此时AFC系统已在工作，并平衡于B点。此后，如果不断增加初始失谐，并使之超过捕捉带，但只要不超过与鉴频特性曲线相切于b点的另一条调制特性曲线③所决定的频带 ，AFC仍然有效，不会失去信号。一旦初始失谐超过 ，AFC系统即失去作用。 叫做同步带或抑制带。 6.3.2 自动频率微调(AFC)电路 在外差式接收机中，利用本机振荡信号与接收到的简频已调波信号进行混频，将简频已调波信号变换为中频信号。再经中频放大器放大。实际工作中，由于高频载波频率的漂移，或本机振荡频率的不稳定。都会使混频后的中频，偏离规定值(如电视接收机为38MHz)。这指导致中频放大器工作在失谐状态．引起增益下降、信号失真等现象。如果采用自动频率微调(简称AFC)电路来锁定中频频率，就能克服上述缺点。 图6.3-7是采用AFC电路的调幅接收机组成方框图。与普通调幅接收机相比，增加了限幅(即切去调幅包络)鉴频器、窄带低通滤波器和放大器，同时将本机振荡器改为压控振荡器，从面形成了一个附加的频率反馈环路。 由图6.3-7可知，无论何种原因．当偏离规定值时，鉴频器输出的误差电压，经低通滤波和放大后去控制VCO的频率，使达到或接近规定值。 图6.3-7 采用AFC的调幅接收机组成方框图 调频负反馈解调电路的组成方框图如图6.3-8所示，与普通调频接收机的解调电路相比较，区别在于它把输出的解调电压又反馈作为本机振荡器的VCO的控制电压，使其振荡频率按调制信号规律变化。这时对混频器而言，相当于加了两个载波频率不同而调制信号相同的调频波。 调频负反馈解调电路的突出优点是解调门限位低，这是因为负反馈使中频信号的最大频偏减小，相当于压缩了信号的有效带宽，因此可以用通频带较窄的中