自動(dòng)頻率控制

自動(dòng)頻率控制(automatic frequency control)，使輸出信號(hào)頻率與給定頻率保持確定關(guān)系的自動(dòng)控制方法。實(shí)現(xiàn)這種功能的電路簡稱AFC環(huán)。AFC環(huán)主要由鑒頻器和受控本地振蕩器等部件構(gòu)成。后者大多采用壓控振蕩器，它能使中頻fi在輸入信號(hào)頻率fc和本地受控振蕩頻率fi發(fā)生變化時(shí)盡量保持穩(wěn)定。

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率控制功能的電路簡稱AFC環(huán)。AFC環(huán)主要由鑒頻器和受控本地振蕩器等部件構(gòu)成。后者大多采用壓控振蕩器，它能使中頻在輸入信號(hào)頻率和本地受控震蕩頻率發(fā)生變化時(shí)盡量保持穩(wěn)定。鑒頻器的作用是檢測中頻的頻偏，并輸出誤差電壓。閉環(huán)時(shí)，輸出誤差電壓使受控震蕩器的震蕩頻率偏離減小，從而把中頻拉向額定值。這種頻率負(fù)反饋?zhàn)饔媒?jīng)過AFC環(huán)反復(fù)循環(huán)調(diào)節(jié)，最后達(dá)到平衡狀態(tài)，從而使系統(tǒng)的工作頻率保持穩(wěn)定且偏差較小。圖1是一個(gè)通信系統(tǒng)的自動(dòng)頻率控制電路的基本組成方框圖。其中被控對(duì)象是壓控振蕩器(VCO)。反饋系統(tǒng)由混頻器、差頻放大器、限幅鑒頻器和放大器等組成。頻率誤差經(jīng)混頻器檢測出，并經(jīng)差頻放大、限幅鑒頻和放大器轉(zhuǎn)換成電壓誤差信號(hào)去控制壓控振蕩器。

當(dāng)ωR一定，ω0因某種不穩(wěn)定因素發(fā)生變化，其變化值比未加控制時(shí)的振蕩角頻率ω0大△ω0。由(1)知，混頻器輸出電壓ue(t)中角頻率比ωe0增加△ωe0=△ω。，經(jīng)限幅鑒頻后輸出誤差電壓ud(t)，在經(jīng)放大器放大并加到VCO上，使VCO的振蕩頻率減小。這個(gè)減小量使得角頻率由△ωe0小到△ω′e0，在新的誤差角頻率作用下，再經(jīng)限幅鑒頻放大，使VCO的振蕩頻率繼續(xù)減小。如此多次循環(huán)，與鎖相環(huán)路相似，最后環(huán)路達(dá)到鎖定狀態(tài)。因環(huán)路傳輸?shù)氖穷l率，故鎖定后環(huán)路存在誤差角頻率，稱為剩余角頻率誤差，用△ωe∞表示。實(shí)際上，自動(dòng)頻率控制電路是將大的起始角頻率誤差△ωe0通過環(huán)路的調(diào)節(jié)作用減小到較小的剩余角頻率誤差△ωe∞。

同理，當(dāng)ω0一定，ωR變化△ωR時(shí)，通過環(huán)路的自動(dòng)調(diào)節(jié)，也能使使VCO的振蕩角頻率跟隨ωR變化，使誤差角頻率|ωe0|減小到|△ωe∞|。剩余角頻率誤差△ωe∞的大小除了與起始角頻差△ω。有關(guān)外，還決定于鑒頻特性和VCO的調(diào)整特性。鎖相環(huán)鎖相環(huán)是無線電發(fā)射中使頻率較為穩(wěn)定的一種方法，主要有VCO(壓控振蕩器)和PLL IC (鎖相環(huán)集成電路),壓控振蕩器給出一個(gè)信號(hào),一部分作為輸出，另一部分通過分頻與PLL IC所產(chǎn)生的本振信號(hào)作相位比較，為了保持頻率不變，就要求相位差不發(fā)生改變，如果有相位差的變化，則PLL IC的電壓輸出端的電壓發(fā)生變化，去控制VCO,直到相位差恢復(fù)，達(dá)到鎖相的目的。能使受控振蕩器的頻率和相位均與輸入信號(hào)保持確定關(guān)系的閉環(huán)電子電路。在實(shí)際通信電路中，通常采用鎖相環(huán)，而不用自動(dòng)頻率控制電路。因?yàn)樗嬖谑Ｓ囝l差，而鎖相環(huán)不存在剩余頻差。

對(duì)于調(diào)頻接收系統(tǒng)來說，都要用調(diào)頻解調(diào)器。由于噪聲的存在，任何普通的調(diào)頻解調(diào)器都有一個(gè)解調(diào)的門限值。當(dāng)調(diào)頻解調(diào)器的輸入信噪比高于解調(diào)門限值時(shí)，調(diào)頻波解調(diào)后的輸出信噪比將有所提高，并且其值與輸入信噪比成線形關(guān)系。而輸入信噪比低于解調(diào)門限值時(shí)，調(diào)頻波解調(diào)器解調(diào)后的輸出信噪比不僅不會(huì)提高，反而會(huì)隨著輸入信噪比的減小而急劇下降。因此提高調(diào)頻波解調(diào)器的輸入信噪比十分重要。圖2是調(diào)頻負(fù)反饋解調(diào)器的方框圖。它與普通調(diào)頻接收機(jī)中的鑒頻器的區(qū)別是，它利用鑒頻后經(jīng)低通濾波器輸出的解調(diào)信號(hào)反饋給壓控振蕩器，使壓控振蕩器的角頻率按解調(diào)電壓變化。而解調(diào)電壓就是輸入調(diào)頻波的調(diào)制電壓。