【文章內容簡介】 錄音機和信號采集系統(tǒng)中，另外在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信等通信系統(tǒng)以及雷達、廣播電視系統(tǒng)中也得到了廣泛的應用。 AGC電路目前概括起來有模擬 AGC和數(shù)字 AGC電路。 AGC環(huán)路可以放在模擬與數(shù)字電路之間，增益控制算法在數(shù)字部分來實現(xiàn)，合適的增益設置反饋給模擬可變增益放大器（ VGA）?，F(xiàn)在出現(xiàn)的自動增益控制方法可以分為以下 3類：基于電路反饋的自動增益控制；基于光路反饋的自動增益控制；光路反饋和電 路反饋相結合的自動增益控制。本文中要研究的是基于電路反饋的利用放大器實現(xiàn)的自動增益控制。 自動增益控制的原理 自動增益控制電路組成框圖如圖 （ 1）可控增益放大器 —— 用于放大輸入信號 ui，其增益大小取決于控制電壓 UC。 安徽理工大學 畢業(yè)設計 3 （ 2）振幅檢波器、直流放大器和比較器共同構成反饋控制器 —— 可控增益放大器的輸出交變信號→振幅檢波器變成直流信號→經直流放大器放大輸出→在比較器中與參考電平 UR比較產生直流控制電壓 UC→用于控制可控增益放大器的增益。 圖 自動增益控制電路工作原理 : （ 1） 當輸入信號 ui較小時，輸出信號 uo的幅度也較小，經電平檢測器、低通濾波器、直流放大器的輸出信號加到電壓比較器上的電壓也比較小 ,就不可能產生控制電壓 Uc去控制可控增益放大器的增益，相當于此時自動增益控制環(huán)路不工作。 UR稱為比較器的門限電壓。 （ 2）當輸入信號 ui振幅增大使輸出信號 uo的振幅增大時，相應的直流放大器輸出電壓也增大，當大于或等于基準電壓 UR，比較器的輸出誤差電壓將改變，控制電壓 Uc將隨之改變，并控制可控增益放大器的增益，此時環(huán) 路啟動，可控增益放大器的增益隨輸出信號的增大而降低，從而使輸出信號減?。环粗?，當輸入電壓 ui減小使輸出電壓 uo減小時，環(huán)路產生的控制信號 Uc將使可控增益放大器的增益 Au增加?？梢?，通過環(huán)路的控制作用，無論輸入電壓 ui增加或減小，輸出信號電平僅在較小的范圍內變化，從而保持在輸入信號變化的情況下輸出信號基本穩(wěn)定，達到自動增益控制（ AGC）的目的。 這樣，通過環(huán)路的反饋控制作用，可使輸入信號 ui幅度增大或減小時，輸出信號 uo幅度基本保持恒定或在一個很小的范圍內變化，從而實現(xiàn)自動增益控制的目的。 自動增益控制電路的 作用是：當輸入信號電壓變化很大時，保持接收機輸出電壓恒定或基本不變。具體地說，當輸入信號很弱時，接收機的增益大，自動增益控制電路不起作用；當輸入信號很強時，自動增益控制電路進行控制，使接收機的增益減小。這樣，當接收信號強度變化時，接收機的輸出端的電壓或功率基本不變或保持恒定。因此對 AGC電路的要求是：在輸入信號較小時， AGC 電路不起作用，只有當輸入信號增大到一定程度后， AGC電路才起控制作用，使增益隨輸入信號的增大而減少。 為實現(xiàn)上述要求，必須有一個能隨外來信號強弱而變化的控制電壓或電流信號，利用這個信 號對放大器的增益自動進行控制。由上述分析可知，調幅中頻信號經幅度檢波后，在它的輸出中除音頻信號外，還含有直流分量。直流分量大小與中頻載波的振幅成正比，也即與外來高頻信號成正比。反饋控制器 UC 電壓 比較器 直流 放大器 振幅 檢波器 可控增益放大器 Au UR ui uo 安徽理工大學 畢業(yè)設計 4 因此，可將檢波器輸出的直流分量作為 AGC控制信號。 AGC電路工作原理：可以分為增益受控放大電路和控制電壓形成電路。增益受控放大電路位于正向放大通路，其增益隨控制電壓 U0而改變?？刂齐妷盒纬呻娐返幕静考?AGC整流器和低通平滑濾波器，有時也包含門電路和直流放大器等部件。 自動增益控制放大器 目前 ,實現(xiàn)自動增益控制的手段很多 ,典 型的有壓控放大器 ,也就是本文所要研究的自動增益控制放大器。它是通過調整放大器一個控制端的電壓 ,就可以實現(xiàn)調節(jié)這個放大器的增益。因此 ,我們就可以通過反饋電路采集輸出端的電壓 ,通過調整網絡后 (調整網絡的功能就是規(guī)定的調整策略 )加到放大器的控制端 .就可以實現(xiàn)自動增益控制。 本課題的研究內容 本文設計的電路主要是應用于音頻放大的前級電壓放大，因此設計的電路需容納的頻帶范圍應較寬，以至于使語音信號通過。由于語音信號的頻帶范圍為 300hz3400hz,所以該電路所應設計的頻帶范圍應在 300hz3400hz之間 ，并且電路應該實現(xiàn)增益的閉環(huán)調節(jié)，通過此電路可以實現(xiàn)增益的自動調整，以至于使音頻信號強時自動減小放大器的倍數(shù)，信號弱時自動增大放大器的倍數(shù)，從而實現(xiàn)音量的自動調節(jié)。 安徽理工大學 畢業(yè)設計 5 第 3 章 自動增益控制放大器的電路設計 方案選擇 方案（一）：利用電阻電容來實現(xiàn)自動增益控制： 圖 由圖 ，此方案是通過自動調節(jié) RP1（調節(jié)低頻）、 RP2（調節(jié)高頻）來實現(xiàn)對輸入信號的增益控制。當 RP1的滑動端在最左端時，電容 C1被短路，音頻信號經 R R2送 至運放的反相輸入端，運放輸出信號經過 R RP1與 C2并聯(lián)后反饋回來，此時低音增益達到最大值。當 RP1到右端時，音頻信號經過 R RP R2送到運放的反相輸入端，運放輸出信號經過 R C2反饋回來，此時增益到最小值。同理， RP2的滑動端在最左端時，高音增益到最大，在最右端時，高音增益到最小。 本電路雖然實現(xiàn)簡單，沒有復雜的構造，但由于高低音的轉折區(qū)分不明顯，導致電路的性能的不完善，在高低音分界時，不能準確的確定增益的調節(jié)是通過哪一個滑動電阻，也就不能穩(wěn)定的實現(xiàn)自動增益控制，因此不可選。 方案（二）：通過 兩級放大器級聯(lián)實現(xiàn)自動增益控制： 由圖 ，此方案是通過兩級放大器的級聯(lián)來控制自動增益調節(jié)的。此圖采用了 AD603來實現(xiàn)自動增益控制電路。 AD603是低噪、 90MHz帶寬增益可調的集成運放，如增益用分貝表示，則增益與控制電壓成線性關系。管腳間的連接方式決定了可編程的增益范圍，增益在 11～ +30dB時的帶寬為 90MHz，增益在 +9～ +41dB時具有 9MHz帶寬，改變管腳間的連接電阻，可使增 益處在上述范圍內。本電路經兩級 AD603級聯(lián)后放大的信號，一路由 J2送入下一級信號通道，另一路則輸入到三 極管。三極管的發(fā)射極 PN結完成 AGC檢波，三極管 PNP、 NPN之間，形成的電流之差，經過集電極 C9后，在 C9上形成一個壓降，當 C9上的電荷達到一定量時，有反饋電流送回，則形成 AGC控制電壓 VAGC。輸入信號增大時，三極管的集電極電流之差也跟著增大，反饋回到 AD603之后使輸出 VAGC相應減??；同樣，輸入信號減小時， VAGC則會增大，即 VAGC與輸入信號的強度成反比，符合 AGC電壓反向控制要求。 安徽理工大學 畢業(yè)設計 6 圖 通過兩級放大級聯(lián)實現(xiàn)自動增益控制電路圖 本方案結果較為理想，并且通過兩級放大器的級聯(lián)使增益控制范圍 增寬，性能比較穩(wěn)定，但在與第三種方案進行綜合比對時，我們采用了第三種方案。 方案（三）：利用放大器和場效應管共同組成的電路實現(xiàn)自動增益控制 圖