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1、自动增益控制的定义 自动增益控制是指使放大电路的增益自动随信号的强度而调整的自动控制方法.自动增益控制电路的原理简介 实现自动增益控制功能的电路简称AGC环,AGC环是闭环电路,是一个负反馈系统,一般来说分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分.增益受控放大电路文娱正向放大通路,其增益随控制电压而改变.控制电压形成电路的基本部件是AGC检波器和低通平滑滤波器,有时也包含门电路和直流放大器等部件.放大电路的输出信号u0经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后,产生用以控制增益受控放大器的电压uc.当输入信号u
2、i增大时,u0和uc亦随之增大.uc增大使放大电路的增益下降,从而使输出信号的变化量显着小于输入信号的变化量,达到自动增益控制的目的.自动增益控制的目的 若接收信号几μv~几mv变化,即信号强弱比为10三次方~10四次方.变化原因:距离不同、电台发射功率不同;移动电台、短波信号衰落,强弱变化相对缓慢. 因信号强弱变化大,若放大器增益固定,则造成: (1)使后级放大器偏离线性区,信号失真; 如:电视信号的同步头被压缩或消去,使同步失控.严重时,产生大信号阻塞(进入截止、饱和区); (2)增加混频组合频
3、率干扰和非线性;对自动增益控制电路的具体要求 (1)增益控制范围大; 如:电视AGC:20~60dB. (2)保持系统良好的信噪比特性; (3)控制灵敏度高; 如:电视AGC:-3dB以内. (4)控制增益变化时,幅频、群时延特性不变,以减小信号失真; (5)控制特性受温度影响小.控制放大器增益的方法 1.放大管电流控制法 反向AGC:增益G随Ic正比变化, 即:Ic↓,G↓ : Ic↑,G↑ 优点:Ic小,节省功率. 缺点:信号过大时,Ic↓↓过快,放大器进
4、入非线性区. 正向AGC:增益G随Ic反比变化, 即:Ic↑,G↓ : Ic↓,G↑ 专用正向AGC管,曲线较陡,即Ic↑时G↓较快(控制灵敏度高). 图(a)为反向AGC控制,VAGC为负电压 控制过程: 输出↑→VAGC负向↑→ib(ic)↓→G↓ 图(b)为正向AGC控制,VAGC为正电压 控制过程:输出↑→VAGC正向↑→ib(ic)↑→G↓ 2.放大管集电极电压控制法 因为
5、Yfe
6、与Vce直接相关,故可通过VAGC改变Vce
7、Yfe
8、来改变
9、Yfe
10、(Avo)
11、. 3.放大管负载控制法 因为放大器的增益与负载直接相关,可通过VAGC控制负载变化来改变增益. 4.差动电路增益控制法 采用分流方式控制增益. 5.双栅场MOS效应管增益控制自动增益控制的电路举例 1.广播接收机中的AGC电路 2.AGC方式高线性调幅 3.AGC方式高线性功放数据采集系统中自动增益控制的实现 1硬件结构 自动增益控制原理: (1)利用数模转换器实现增益控制原理 为了改变放大器的增益,一般有2条途径:改变反相端的输入电阻阻值和改变负反馈电阻阻值.通过设计
12、一个电阻网络和开关可以实现这种功能.D/A转换器能把数字量转换成模拟量,他的内部结构一般是电阻R-2R梯形网络,并集成有多路模拟开关.因此采取与常规D/A变换不同的用法,巧妙地利用D/A转换器的内部电阻网络可以实现改变放大器增益的功能.硬件原理如图1所示. 这里采用AD7520芯片,AD7520是一种廉价的10位D/A转换芯片,由CMOS电流开关和梯形电阻网络构成,结构简单,通用性好,配置灵活,其内部电阻网络由薄膜电阻构成,激光修正,相对于继电器和模拟开关等设计电阻网络而言,具有精度高、体积小、控制方便、外围布线简
13、单等特点.其等效电路图如图2所示. 从参考电压VR流经梯形网络至OUT1的电流和没有分流电阻R0时的电流I相比,其关系为: 因此,只要改变数字量D的值就可以改变增益A. (2)自动增益控制原理 经过放大器放大后输出的信号在送入AD转换器的同时,也输入到2个电压比较器(这2个电压比较器的参考电压分别为AD转换器允许输入的最大值和最小值),其中一个输到正相端,一个输到反相端.根据电压比较器输出的结果是0还是1来修改DAC的数字量输入,可以达到改变放大器增益的效果.如图1所示,2个电压比较器输出有3种可能
14、: (1)P12=1,P13=0,即放大器输出的电压值高于电压比较器的参考电压,此时放大倍数偏大,应通过程序修改DAC的输入(即修改P0口和P10,P11的值)减小放大倍数; (2)P12=0,P13=0,即放大器输出的电压值介于2个电压比较器的输入参考电压之间,此时放大倍数合适,可以进行A/D转换; (3)P12=0
