自动增益控制电路的设计与实现.doc

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1、2011-2012学年第2学期电子电路综合设计实验实验报告实验名称：自动增益控制电路的设计与实现学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程班级：2010211102班序号：29学号：10210059姓名：夏梦任课教师：高惠平北京邮电大学时间：2012年3月20日实验5自动增益控制电路的设计与实现摘要：自动增益控制电路的功能是在输入信号幅度变化较大时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小围变化的特殊功能电路，简称为AGC电路。本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。自动增益控制电路已广泛用于接收机、录音机、信号采集系统、雷达、广播、电

2、视系统中，以及在无线通信、光纤通信、卫星通信等通信系统也有着非常广泛的应用。本实验介绍了一种简单的反馈式AGC电路，适用于低频段小信号处理的系统中。关键字：倍压整流，可变衰减，自动增益控制，复合管，电压跟随器，反馈。一、设计任务要求1、基本要求：1）设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为：输入信号0.5～50mVrms；输出信号：0.5～1.5Vrms；信号带宽：100～5KHz；2）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）及印制电路板图（PCB）2、提高要求：1）设计一种采用其他方式的AGC电路；2）采用麦克风作为

3、输入，8Ω喇叭作为输出的完整音频系统。3、探究要求：1）如何设计具有更宽输入电压围的AGC电路；2）测试AGC电路中的总谐波失真（THD）及如何有效的降低THD。二、设计思路与总体结构框图1、设计思路模拟信号---通信信道或传感器衰减强度大幅变化监控系统---多个相同传感器返回的信号--频谱结构和动态围大体相似--最大波幅却相差很多==>使用带自动增益控制的自适应前置放大器-->使其增益应能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对稳定。反馈控制AGC电路的实现前馈控制混合控制典型的反馈控制AGC=可变增益放大器（VGA）+检波整流控制本实验中电路--->短路双极晶体管直接进行

4、小信号控制简化结构：可变分压器=固定电阻R1+可变电阻-->控制信号的交流振幅可变电阻----基极—集电极短路方式的双极晶体管微分电阻电流源----电压源V2+大阻值电阻R2-->直接向短路晶体管注入电流。由短路三极管构成的衰减器===>对于输入Q1集电极的正电流的所有可用值---->Vces短路晶体管的微分电阻与流过的直流电流成反比AGC电路+放大电路==实现自动增益控制的放大电路。放大电路——一个8050型三极管+一个8550型三极管==复合管（也称达林顿管）（这种组合的放大率为：β=β1×β2+β1+1===>提

5、供大部分电路电压增益）缓冲极输入——一个8050型三极管射极跟随器输出——一个8050型三极管2、总体结构框图（1）一个简单AGC电路：输入信号检波整流控制可变增益放大器输出信号（2）本实验电路框图：信号范围：0.5～50mVrms信号范围：0.5～1.5Vrms输入信号输入缓冲级级放大级，提供大部分增益输出信号放大级前端反馈网络1、三、分块电路和总体电路的设计分块电路（1）输入缓冲极，其设计电路图如图所示；输入信号VIN------驱动缓冲极Q1，R3----将Q1的微分输出电阻提高到接近RD1≈rbe+(1+βrce/rbe)(R3//rbe)所示的值由于R3未旁路，

6、使Q1电压增益降低至AQ1=－βR4/〔rbe+(1+β)R3〕≈－R4/R3有助于Q1集电极电流－电压驱动的线性响应。（2）复合管放大部分电路图如图所示；复合管Q2.Q3----两只管子极性不同——前管Q2基极——复合管的基极这种组合的放大率为：前管Q2的集电极与后管Q3的基极相连β=β1×β2+β1+1后管Q3的发射极——复合管的集电极===>提供大部分电路电压增益前管Q2的发射极后管Q3的集电极复合管的发射极*复合管的极性有前管决定，即前管Q2为NPN则复合管就是NPN。（3）输出极，电路图如图所示；Q4-----作为射极跟随器作为输出端，R14----将Q4与信号

7、输出端隔离开来（4）自动增益控制部分（AGC），电路图如图所示，并且在该图基础上加上R4构成。R4----构成可变衰减器的固定电阻，Q6----构成衰减器的可变电阻部分。Q5----为Q6提供集电极驱动电流----Q5的共射极结构只需要很少的基极电流。R17---决定了AGC的释放时间。R19---限制通过Q5和Q6的最大直流控制电流。D1.D2--构成一个倍压整流器--从输出级Q4提取信号的一部分为Q5生成控制电压。R15----决定了AGC的开始时间。==>输入信号变大-->输出跟着增大-->Q6的微分电阻变小-->输入进