摘 要： 针对AFC电路在接收机信号处理电路中的重要性，设计实现了一种基于MC1590的AFC电路。该电路在反馈回路中通过鉴频器取样控制VCO产生的本振信号，使输出的中频信号频率稳定，具有输出稳定、失真度小、带负载能力强等优点，满足了接收机信号处理的使用要求。
关键词： 混频器； 鉴频器； 压控振荡器； 取样反馈电路
中图分类号： TN773?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）07?0071?02
Design and implementation of a receiver circuit with AFC
DONG Mao?lin， ZHOU Peng， WANG Chuan?gang
（Navy Aeronautical Engineering College Qingdao Branch， Qingdao 266041， China）
Abstract： For the importance of AFC in data processing of receiver， an AFC circuit based on MC1590 is designed and implemented. The vibration signals generated by VCO is controlled through the discriminator sampling in the feedback loop， which makes the intermediate frequency signal stable， and has the advantages of output stable， small distortion， strong load capacity， can meet the use requirements of the receiver signal processing.
Keywords： mixer； discriminator； VCO； sampling feedback circuit
0 引 言
接收机要获取有用信号，通常是将接收信号经过射频放大、混频，将射频信号变成固定的中频信号后，对接收信号进行解调处理，得到有用信号。在解调过程中需要对接收信号的频率进行跟踪与锁定，现实应用中常常通过AFC电路来实现。AFC电路的作用主要是完成频率的自动微调功能，以抵消外来信号的频率漂移对解调电路的影响，被广泛应用于重要稳频或锁相的电路中。本文介绍了一种基于MC1590的接收机AFC电路。
1 整体结构设计
接收机回路中用于变频、稳频的AFC电路通常由混频模块、鉴频模块、本振模块三部分组成。混频模块将信号频率变换到指定频率。鉴频模块判断信号频率与指定频率是否有频差，若存在频差，鉴频模块将产生一个与频差成正比的电压，通过该电压控制本振模块，使本振模块产生的本振信号发生相应地变化，从而使AFC电路输出信号频率稳定于指定频率，由此实现了AFC电路的稳频输出。AFC电路整体结构设计框图如图1所示。
图1 AFC电路整体结构设计框图
2 混频模块设计
混频模块采用MC1590及其附属电路构成。MC1590是一种中频放大器，最高工作频率为150 MHz，具有高效自动增益控制的特点，它采用8脚金属圆管壳封装，封装形式如图2所示。
图2 MC1590封装形式
MC1590用作混频器，混频器原理电路图如图3所示。当把本振信号加到自动增益控制端（2脚），输入信号加在输入端时，就会在输出端产生差频信号。图3所示电路除了有很高的混频增益外，还在信号源和本机振荡电路之间提供了良好的隔离。
图3 混频器原理电路图
3 鉴频模块设计
为了保证输出信号的频率稳定可靠，同时又针对该电路对非线性失真和噪声门限要求低而对零点漂移要求较高的特点，鉴频模块选用了平衡双失谐回路斜率鉴频器。平衡双失谐回路斜率鉴频器在回路失谐时谐振特性曲线较好，鉴频特性的线性较好，可以保证调频信号的瞬时频率发生变化时，在负载上可得到与调制信号变化规律相同的输出。平衡双失谐回路斜率鉴频器电路如图4所示，图4中[V1、][V2]构成放大电路， [L1、][C5]和[L2、][C6]构成谐振回路，二极管[VD1、][VD2]作为检波器件。
图4 鉴频器原理电路图
输入信号[Ui]同时加到两个共基放大器的发射极。晶体管输出端并联回路[L1C1]的谐振频率分别为[f01]和[f02，]它们各自失谐于输入信号中心频率[f0]的两侧，且与[f0]的失谐间隔相等即：
[f01=f0+Δf0 f02=f0-Δf0]
平衡双失谐回路斜率鉴频器电路的两个回路的参数是相同的，使两个回路的幅频特性和失谐量都是对称相等的，检波器[VD1、][VD2]输出电压中的直流分量和偶次项分量相互抵消，使线性鉴频范围扩大，在[f0]附近可得到线性较好的鉴频特性曲线，如图5所示。
4 本振模块设计
本振模块是一种由负阻器件和谐振回路组成的负阻型压控振荡器电路，利用V5，V6管的负跨导补偿振荡中的电路损耗，使谐振回路能够稳定振荡，同时通过Vr控制变容二极管电容使本振模块的振荡频率发生变化，从而使混频模块输出的差频信号频率保持稳定。原理电路图如图6所示。
图5 鉴频器特性曲线
图6 压控振荡器原理电路图
5 结 论
该设计保证了接收机中频信号的频率稳定，方便了有用信息的解调获取，提高了接收机的接收灵敏度，主要具有以下优点：
（1） 采用MC1590作混频器，混频增益高，带负载能力强。
（2） 采用平衡双失谐回路斜率鉴频器非线性失真小，噪声门限低。
（3） 压控振荡器采用差分形式交叉耦合电路结构实现，通过射极跟随器与外部电路相接时，消除了外部电路的影响，保证了混频器输出的中频信号更加稳定。
参考文献
[1] 凌云志.一种高灵敏度TD?LTE通信接收机设计[J].微波学报，2012（6）：84?88.
[2] 杜福鹏.混频器设计方法与实现[J].工业计量，2012（5）：15?16.
[3] 张银行，宋志国，邓小飞.低电压高增益下变频混频器设计[J]. 微计算机信息，2012（9）：32?36.
[4] 周志宇.低频接收机自动增益控制电路的分析与设计[J].舰船电子工程，2011，31（5）：98?100.
[5] 王迎栋.基于CMOS模拟开关实现平衡混频器[J].计算机与网络，2012（15）：70?72.
[6] 孙敏.一种多频带高线性度CMOS单边带混频器[J].半导体技术，2011（6）：455?458.
[7] 魏志强，刘祖深，黄武，等.低成本高性能混合频率合成器的设计[J].电子测量技术，2011（8）：10?12.
[8] 李晓磊.CMOS有源混频器噪声的分析与仿真[J].微电子学， 2011，41（2）：315?318.
[9] 朱志平.压控振荡器中振荡电路的设计[J].渭南师范学院学报，2011（10）：71?74.
[10] 邢立冬，蒋林.一种中心频率可调的VCO电路设计[J].微电子学与计算机，2011（4）：21?25.
