超外差电路的全称是超前馈电容耦合式电压控制正弦振荡器,简称VCXO(Voltage Controlled Crystal Oscillator)。
VCXO是一种基于电容耦合原理的振荡器,其频率输出可以通过控制电容的值来进行调整。由于其输出频率的改变是通过改变电容的容值,而电容的容值是可以通过外部电压进行控制的,这就是VCXO的电容耦合电压控制特性。
超外差电路由放大、反相器、正相器、电容、三角波发生器、鉴相器等组成。它的基本原理是将两路波形混频,形成新的差频信号,通过反馈网络驱动谐振电路进行振荡。
具体来说,超外差电路可以分为三个部分。第一部分是正弦波发生电路,产生一路正弦波信号;第二部分是三角波发生电路和振荡器,产生一路三角波和一路基准信号;第三部分是鉴相电路,将正弦波和三角波混合,产生差频信号。这样的超外差电路可以实现对基准频率的精度控制,广泛应用于通信系统中的时钟同步以及频率合成器等领域。
超外差电路在通信领域和工业控制领域都有着广泛的应用。在通信领域,超外差电路可以用于时钟同步、频率合成器等;在工业控制领域,超外差电路还可以用于伺服系统、自动控制等方面。
可调振荡器(VCXO)是一种特殊的超外差电路,由于其可调的特性,一般用于数字系统时钟电路中,控制输出频率准确度较高,稳定性强。其还可以应用于频谱分析、可变滤波、旋转速度控制等方面。
超外差电路的优点有:
1. 基准源精度高,频率稳定度好,抗干扰能力强;
2. 超外差电路输出可达到到几GHz的高频率,可广泛应用于频段较宽、精度要求高的系统设计中;
3. 控制超外差电路的元件简单,易于制造。
其缺点则是:
1. 电路结构复杂;
2. 调谐范围不大,若调谐范围过大则会导致相位噪声增加;
3. 注入噪声较大,稳比较难过。