一种自动增益控制电路的设计与实现

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1、一种自动增益控制电路的设计与实现［摘要］本文设计实现了反馈型自动增益控制(AGC)电路，该AGC电路由驱动缓冲、衰减器、检波整流、级联放大和跟随输出等部分组成。本文详细地介绍了各部分的设计方法及工作原理，测试结果表明：当该AGC电路的输入信号在40dB范围内变化时，输出信号的幅度变化不超过4dB，该AGC电路很好地实现了自动增益控制的功能。［关键词］自动增益控制；负反馈；衰减器；检波整流中图分类号：U445.57文献标识码：A文章编号:1009-914X(2016)18-0110-020引言在光纤通信、广播电视、传感器处理等电路系统中，接收机的输入信号

2、和增益共同决定着接收机的输出信号。在现实生活中，影响接收机输入信号的因素有很多，例如：发射功率的大小、收发距离的远近、信号传播媒介的变化［1］、噪声对接收机的影响等。如果接收机增益过小，则强输入信号能正常接收，而弱输入信号将接收不到，从而造成信号的丢失。如果接收机增益过大，则弱输入信号能正常接收，而强输入信号有可能使接收机过载而导致阻塞，甚至使接收机损坏。因此，需要接收机的增益能随输入信号的强度而自动调整，即需要引入自动增益控制（AGC）电路。AGC电路能够在输入信号幅度变化很大的情况下，保证输出信号的幅度恒定或仅在较小范围内变化[2]。AGC电路从结

3、构上大致可分为三种：前馈型、反馈型和混合型。其中，前馈型电路收敛比反馈型要快，但是不稳定；混合型克服了前馈型和反馈型电路的缺点，尤其适合用于快速衰落信道，但是电路复杂、功耗大、调试困难。所以，本文采用反馈型结构设计实现了AGC电路，并分析了该AGC电路各个部分的原理与具体功能。1电路设计反馈型AGC电路本质是一个负反馈系统，该电路可以分成放大电路和控制电路两部分，其中放大电路用于放大输入信号，其增益大小受控制电路的输出信号控制。如图1所示，该AGC电路由驱动缓冲、衰减器、检波整流、级联放大和跟随输出等部分组成。驱动缓冲部分为AGC电路提供较高输入阻抗，

4、并实现与输入信号源的隔离，衰减器和检波整流部分共同组成控制部分，级联放大部分将衰减后的信号放大到所需幅度，最后使用射极跟随器作为输出级。1.1驱动缓冲部分驱动缓冲电路的信号从基极输入、集电极输出，是一个共射电路。输入信号先用电阻分压衰减，再由晶体管进行放大。总的来说，该部分的功能是一个跟随器［3］，它为AGC电路提供较高输入阻抗，减小了输入功率的强度，并且实现了与输入信号源的隔离。1.2级联放大部分级联放大电路如图2所示，晶体管与构成直接耦合互补级联放大电路，该部分为AGC电路提供电压增益。因为第二级的基极电压受到第一级的集电极电压牵制，两级之间的工作

5、点相互影响，所以为了不产生连锁效应、提高稳定性，必须使用精确度较高的兀件。直接耦合互补级联放大电路易于集成，既能放大交流信号又能放大直流信号。为了使两级都有合适的Q点，在的集电极加入电阻，以抬高后级的直流输入电压，同时利用PNP型管实现直流电平的移动。1.3跟随输出部分跟随输出电路的信号从晶体管的基极输入、发射极输出，形成射极跟随器。射极跟随器的输入电阻rbe〜旦Re很大，消耗的电流较小，对于前级只是一个很轻的负载，其输出电阻rsr~rbe/3很小，带负载能力较强。射极跟随器的电压增益约为1，实现了输出电压随输入电压的同步同量变化，同时还起到前后级隔离

6、的作用。1.4控制部分控制部分电路如图3所示，衰减器和检波整流部分共同组成该AGC电路的控制部分。本部分运用电压并联负反馈的方法实现，反馈电路在发射集进行电压的采集，另一端反馈到，与输入信号进行电流的相加。当输入信号增大时，输出电流也会随之增大，由于是衰减器的可变电阻部分，的微分电阻会随之变小，通过负反馈的作用，输入信号就会变小，因此输出并不会一直增大，而是保持基本稳定。反之亦然，从而实现自动增益控制功能。由于具有单向导通性，只能通过进行放电，决定了该AGC电路的释放时间，决定了该AGC电路的开始时间。为提供集电极驱动电流，用来防止电流过大，则形成倍压

7、整流器，从输出级提取信号的一部分，作为的控制电压［4］。2电路测试运用控制变量法，测得不同输入信号频率及幅度所对应的输出值，结果如表1所示，由测试结果可知，当输入信号带宽为100〜5000Hz、幅度为0.5〜50mV时，输出信号的幅度恒定在520〜830mV，即当输入信号在40dB的变化范围内，输出信号的幅度变化不超过4dB。因此，该AGC电路很好地实现了自动增益控制的功能。3结束语本文设计实现了反馈型AGC电路，具体分析了各部分的工作原理。测试结果表明该AGC电路很好地实现了自动增益控制的功能，简单可靠且稳定性较高，具有广泛的应用前景，对接收机的设计

8、有重要的实用意义和参考价值。参考文献[1]王中文，孙延辉，石广源.无线通信领域中自动增益控制电