自動(dòng)增益控制(AGC).doc

自動(dòng)增益控制（AGC）電路自動(dòng)增益控制（AGC）電路是無(wú)線電接收設(shè)備中的重要電路，用來(lái)保證接收幅度的穩(wěn)定。自動(dòng)增益控制（AGC）電路的作用是能根據(jù)輸入信號(hào)的電壓的大小，自動(dòng)調(diào)整放大器的增益，使得放大器的輸出電壓在一定范圍內(nèi)變化。它一般由電平檢測(cè)器（峰值檢波電路）、低通濾波器、直流放大器、電壓比較器、控制電壓產(chǎn)生器和可控增益放大器組成。其中可控增益放大器是實(shí)現(xiàn)增益控制的關(guān)鍵。一、自動(dòng)增益控制電路（AGC）的工作原理(一)AGC的作用自動(dòng)增益控制電路的作用，是在輸入信號(hào)幅度變化很大的情況下，自動(dòng)保持輸出信號(hào)幅度在很小范圍內(nèi)變化的一種自動(dòng)控制電路。自動(dòng)增益控制電路可以看成由反饋控制器和（控制）對(duì)象兩部分組成，其中反饋控制器由電平檢測(cè)器、低通濾波器、直流放大器、電壓比較器和控制電壓產(chǎn)生器組成，被控對(duì)象是可控增益放大器?？煽卦鲆娣糯笃鞯妮斎胄盘?hào)就是AGC電路的輸入信號(hào).(二)AGC各單元電路的功能與基本工作原理1.電平檢測(cè)器電平檢測(cè)器的功能是檢測(cè)出輸出信號(hào)的電平值，通常由振幅檢波器實(shí)現(xiàn)，它的輸出與輸入信號(hào)電平成線性關(guān)系，其輸出電壓為。2.低通濾波器環(huán)路中的低通濾波器具有非常重要的作用。由于發(fā)射功率變化、距離遠(yuǎn)近變化、電波傳播衰落等引起信號(hào)強(qiáng)度的變化是自動(dòng)增益控制電路需要進(jìn)行控制的范圍，這些變化比較緩慢，而當(dāng)輸入為調(diào)幅信號(hào)時(shí)，調(diào)幅波的幅值變化是傳遞信息的有用幅值變化這種變化不應(yīng)被自動(dòng)增益控制電路的控制作用減弱或抵消（此現(xiàn)象稱(chēng)為反調(diào)制），由于兩類(lèi)信號(hào)的變化頻率不同，就可以恰當(dāng)選擇環(huán)路的頻率響應(yīng)特性，適當(dāng)?shù)剡x擇低通濾波器的傳輸特性，使環(huán)路對(duì)高于某一頻率的調(diào)制信號(hào)的變化無(wú)響應(yīng)，而對(duì)低于這一頻率的緩慢變化具有抑制作用。3.直流放大器直流放大器將低通濾波器輸出的電平值進(jìn)行放大后送至電壓比較器，由于電平檢測(cè)器輸出的電平信號(hào)的變化頻率很低，例如幾赫左右，所以一般均采用直流放大器進(jìn)行放大。4.電壓比較器經(jīng)直流放大器放大后的輸出電壓與給定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出誤差信號(hào)電壓，當(dāng)電壓比較器增益為時(shí)，服從下列關(guān)系式5.控制電壓產(chǎn)生器控制電壓產(chǎn)生器的功能是將誤差電壓變換為適合可變?cè)鲆娣糯笃餍枰目刂齐妷?，這種變換可以是幅度的放大或電壓極性的變換。 為控制電壓產(chǎn)生器的變換系數(shù)。 6.可控增益放大器 可控增益放大器的功能是在控制電壓作用下能夠改變放大器的增益。(三)AGC的工作過(guò)程自動(dòng)增益控制電路是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)，其工作過(guò)程如下：1.當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，輸出信號(hào)的幅度也較小，經(jīng)電平檢測(cè)器、低通濾波器、直流放大器的輸出信號(hào)加到電壓比較器上的電壓也比較小。在許多實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，往往規(guī)定必須大于或等于，而當(dāng)時(shí)，不能改變比較器的輸出電壓，也就不可能產(chǎn)生控制電壓去控制可控增益放大器的增益，相當(dāng)于此時(shí)自動(dòng)增益控制環(huán)路不工作。也就是說(shuō)，當(dāng)時(shí)，0，在這種情況下，稱(chēng)為比較器的門(mén)限電壓。2.當(dāng)輸入信號(hào)振幅增大使輸出信號(hào)的振幅增大時(shí)，相應(yīng)的直流放大器輸出電壓也增大，當(dāng)大于或等于基準(zhǔn)電壓，即當(dāng)時(shí)，比較器的輸出誤差電壓將改變，控制電壓將隨之改變，并控制可控增益放大器的增益，此時(shí)環(huán)路啟動(dòng)，可控增益放大器的增益隨輸出信號(hào)的增大而降低，從而使輸出信號(hào)減??；反之，當(dāng)輸入電壓減小使輸出電壓減小時(shí)，環(huán)路產(chǎn)生的控制信號(hào)將使可控增益放大器的增益增加?？梢?jiàn)，通過(guò)環(huán)路的控制作用，無(wú)論輸入電壓增加或減小，輸出信號(hào)電平僅在較小的范圍內(nèi)變化，從而保持在輸入信號(hào)變化的情況下輸出信號(hào)基本穩(wěn)定，達(dá)到自動(dòng)增益控制（AGC）或自動(dòng)電平控制（ALC）的目的。二、AGC的控制特性自動(dòng)增益控制電路（AGC）有簡(jiǎn)單AGC電路和延遲AGC電路，要求稍高一點(diǎn)接收機(jī)都要求有延遲AGC。AGC電路的主要性能指標(biāo)有兩個(gè)，一是動(dòng)態(tài)范圍；二是響應(yīng)時(shí)間。(一)動(dòng)態(tài)范圍在給定輸出信號(hào)幅值變化的范圍內(nèi)，容許輸入信號(hào)振幅的變化越大，則表明AGC電路的動(dòng)態(tài)范圍越寬，性能越好。AGC電路的輸入動(dòng)態(tài)范圍AGC電路的輸出動(dòng)態(tài)范圍 AGC電路的動(dòng)態(tài)范圍就是輸入動(dòng)態(tài)范圍與輸出動(dòng)態(tài)范圍之比，也稱(chēng)為放大器的增益控制倍數(shù)，用表示其中，為放大器的最大電壓增益，它一般發(fā)生在輸入信號(hào)為最小時(shí)； 為放大器的最小電壓增益，一般發(fā)生在輸入信號(hào)為最大時(shí)。 可見(jiàn)，要擴(kuò)大AGC電路的控制范圍，就要增大AGC電路的增益控制倍數(shù)，也就是要求AGC電路有較大的增益變化范圍。增加AGC電路控制的級(jí)數(shù)可以擴(kuò)大AGC電路的控制范圍。(二)響應(yīng)時(shí)間由于AGC電路是用來(lái)對(duì)信號(hào)電平變化進(jìn)行控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此，要求AGC電路的動(dòng)作必須跟得上電平變化的速度。響應(yīng)時(shí)間短，自然就能夠迅速跟上輸入信號(hào)電平的變化。但是當(dāng)響應(yīng)時(shí)間過(guò)短時(shí)，AGC電路將隨著信號(hào)的本身變化而變化（也就是AGC電路的動(dòng)作隨調(diào)制信號(hào)的規(guī)律而變化），這將對(duì)有用信號(hào)產(chǎn)生反調(diào)制作用，從而將導(dǎo)致信號(hào)的失真。因此，需要根據(jù)信號(hào)的性質(zhì)和需要，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)時(shí)間?？刹捎谜{(diào)節(jié)環(huán)路帶寬，主要是調(diào)節(jié)低通濾波器的帶.三、增益控制電路增益控制電路即控制對(duì)象通常是一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃??？刂品糯笃髟鲆娴姆椒ㄖ饕袃深?lèi)，一類(lèi)是控制放大器本身的某些參數(shù)來(lái)控制放大器的增益；另一類(lèi)是在放大器級(jí)間插入可控衰減器。(一)利用控制放大器本身的參數(shù)改變?cè)鲆胬每刂品糯笃鞅旧淼膮?shù)改變?cè)鲆娴姆椒ㄓ卸喾N形式： 1.改變發(fā)射極平均電流晶體管放大器的增益取決于晶體管正向傳輸導(dǎo)納，而又與晶體管工作點(diǎn)有關(guān)，改變發(fā)射極平均電流（或集電極平均電流），就可以使隨之改變，從而達(dá)到控制放大器增益的目的。對(duì)于反向AGC，要求隨著輸入信號(hào)的增強(qiáng)，使放大器工作點(diǎn)電流下降，導(dǎo)致放大器增益降低；對(duì)于正向AGC，則要求隨著輸入信號(hào)的增強(qiáng)，使放大器工作點(diǎn)電流上升，導(dǎo)致放大器增益降低。 2.改變放大器的負(fù)載由于放大器的增益與負(fù)載有關(guān)，調(diào)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)放大器增益的控制。例如廣播收音機(jī)中常采用變阻二極管（或稱(chēng)阻尼二極管）作為混頻級(jí)或中頻放大級(jí)集電極LC回路的一部分，隨著外加控制電壓的增加，使阻尼二極管從反向偏置逐漸變?yōu)檎蚱?，?dǎo)極二極管動(dòng)態(tài)電導(dǎo)增大從而使回路有效值降低，促使放大器增益顯著降低。3.差分放大器增益控制電路在集成電路放大器中，常采用差分放大器電路形式，其增益控制一般采用改變電流比、改變恒流源電流，或改變發(fā)射極負(fù)反饋深度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (二)利用在