EDA自動(dòng)增益放大電路解讀

1、摘要 2一、自動(dòng)增益控制電路 3二、元器件清單及簡(jiǎn)介 3三、設(shè)計(jì)原理分析： 5四、設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及改進(jìn) 11五、總結(jié)： 12參考文獻(xiàn)： 12摘要自動(dòng)增益控制電路的功能是在輸入信號(hào)幅度變化較大時(shí)，能使輸出信號(hào)幅度穩(wěn)定不變或限制在一個(gè)很小范圍內(nèi)變化的特殊功能電路，簡(jiǎn)稱為AGC電路。本實(shí)驗(yàn)采用短路雙極晶體管直接進(jìn)行小信號(hào)控制的方法，簡(jiǎn)單有效地實(shí)現(xiàn)AGC功能。自動(dòng)增益控制電路已廣泛用于接收機(jī)、錄音機(jī)、信號(hào)采集系統(tǒng)、雷達(dá)、廣播、 電視系統(tǒng)中，以及在無(wú)線通信、光纖通信、衛(wèi)星通信等通信系統(tǒng)也有著非常廣泛 的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)介紹了一種簡(jiǎn)單的反饋式 AGC電路，適用于低頻段小信號(hào)處理的系統(tǒng) 中。關(guān)鍵字：倍壓整流，可變

2、衰減，自動(dòng)增益控制，復(fù)合管，電壓跟隨器，反饋。自動(dòng)增益控制電路的設(shè)計(jì)、自動(dòng)增益控制電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)AGC電路，設(shè)計(jì)指標(biāo)以及給定條件為:輸入信號(hào)0.550mVrms輸出信號(hào)：0.51.5Vrms；信號(hào)帶寬：1005KHz;、元器件清單及簡(jiǎn)介1、本實(shí)驗(yàn)電路框圖:圖1設(shè)計(jì)思路：使用帶自動(dòng)增益控制的自適應(yīng)前置放大器- 使其增益應(yīng)能隨信號(hào) 強(qiáng)弱而自動(dòng)調(diào)整，以保持輸出相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)輸入信號(hào)源經(jīng)過(guò)輸入緩沖級(jí)部分， 進(jìn) 行信號(hào)緩沖。然后信號(hào)經(jīng)過(guò)直流耦合互補(bǔ)放大級(jí)聯(lián)電路，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后再由反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反饋，反饋信號(hào)大小不一樣，使經(jīng)輸入緩沖級(jí)放大電路放大的 信號(hào)與反饋信號(hào)疊加，疊加后的信號(hào)幅度在很小的范圍波動(dòng)

3、， 再經(jīng)過(guò)放大，使輸出電壓0.51.5Vrms，信號(hào)帶寬滿足覆蓋100Hz5KHz的要求，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)增 益控制。2、元器件清單元器件名稱圖中元器件編號(hào)型號(hào)/參數(shù)數(shù)量碳膜電阻R8RT-1/4W 1.3MQ 土 5%1NPN三極管Q1、Q2、Q3 Q4 Q52N22225PNP三極管Q72N29071二極管D1、D21N41482電阻R11000KQ1電阻R2220 Q1電阻R3 R827KQ2電阻R4 R172.2K Q2電阻R5270KQ1電阻R7390KQ1電阻R9330 Q1電阻R10560 Q1電阻R11 R615KQ2電阻R12100Q1電阻R13390 Q1電阻R141KQ1電阻R1

4、556KQ1電阻R161800KQ1電阻R183.3K Q1電阻R19K1.5 Q11電容C133卩1電容C2100卩1電容C31000 卩1電容C42200 卩1電容C50.22 卩1電容C6220卩1電容C7100卩1電容C833卩1電容C910卩1電容C101000 卩1三、設(shè)計(jì)原理分析:1、總體電路圖Q2N2222Q5W-530R11A/W15kQ3R10uQ2N2222C7=；100U6Do1 suC833T_a3 oT9R3 復(fù)合管放大信號(hào)(提 供大部分增益)- 經(jīng)過(guò)射極跟隨器- 接輸出端,- 引反饋回去到放大級(jí)前 端，疊加后的信號(hào)幅度在很小的范圍波動(dòng)輸出電壓0.51.5Vrms=

5、信號(hào)帶寬滿足覆蓋100Hz5KHz的要求，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)增益控制。2、分塊電路(1)輸入緩沖極其設(shè)計(jì)電路圖如圖所示；圖3輸入緩沖極部分輸入信號(hào)Vn-驅(qū)動(dòng)緩沖極Q,R 3- 將Q的微分輸出電阻提高到接近 R)仟r be+(1+ B rce/r be)(R 3r be)所示 的值。Q電壓增益降低至Aq1=B R/rbe+(1+ B )R3 R7 R有助于Q集電極 電流一電壓驅(qū)動(dòng)的線性響應(yīng)。(2) 復(fù)合管放大部分 電路圖如圖所示；:：R4 ：:2.2k|,* 4C32侃1_9VDD11R6 15KL :ft3-C5 扯 Z20I1F2.2m F2K2222R7；機(jī)；390虬24 : R個(gè) WV二R9工

6、WI 330：；:N2222R17 2.2虬VDE_Lv2 vgp1 f a tl 1圖4復(fù)合管放大部分VDD：14- C6 -22DuFVDD復(fù)合管Q2.Q3-兩只管子極性不同一一前管 Q2的集電極與后管Q7的基極相連 這種組合的放大率為：B = B 1XB 2 + B 1 + 1*復(fù)合管的極性有前管決定，即前管 Q2為NPN則復(fù)合管就是NPN(3) 輸出極，電路圖如圖所示;圖5輸出極部分C3-作為射極跟隨器作為輸出端，R14-將Q與信號(hào)輸出端隔離開(kāi)來(lái)(4) 自動(dòng)增益控制部分(AGC，電路圖如圖所示討曹vnn 期此vuLl_V2 :.q y.1 V0D VDDVDDwQ4 -VDDVDD2M

7、2222VQQOV20VDDD1R1W4W1.BM；,：:.：vnn4| J*=：X3uF17：R191虬斗:02：:21仙41圖6自動(dòng)增益控制部分并且在該圖基礎(chǔ)上加上R4構(gòu)成。R4-構(gòu)成可變衰減器的固定電阻，Q5-構(gòu)成衰減器的可變電阻部分。Q4一 為Q5提供集電極驅(qū)動(dòng)電流-Q4的共射極結(jié)構(gòu)只需要很少的基極電 流。R17-決定了 AGC勺釋放時(shí)間。R19-限制通過(guò)Q5和Q6的最大直流控制電流。D1.D2-構(gòu)成一個(gè)倍壓整流器-從輸出級(jí)Q3提取信號(hào)的一部分 為Q4生成控制電壓。R15-決定了 AGC勺開(kāi)始時(shí)間。輸入信號(hào)變大- 輸出跟著增大-Q5的微分電阻變小- 輸入進(jìn)入放大級(jí)的信 號(hào)變小反之輸入變

8、小時(shí)，輸出自動(dòng)變大 =實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制功能。3、總體電路士塔OuFVDDVDDOVOV2?QnF11R5 270k!na-M/V- MflL2N22221Q RIO1ffiFVDOR1119kL2H2222167VDDVDDVDD豐C6220uFR?6639DkP, RiS沁as2M2222| VDDOVvooftV圖7總體電路VDD2fl罕 廣厲 CT Jrihuu100u?1 SML1xscih協(xié)tVDO.j.VDDOV4、主要測(cè)試數(shù)據(jù):詢;,-C4 -;:;2T2mF : Q40VC5 -:：22QnF7AU ：Q2 :12怦應(yīng)VDD2N222270尸凹 ；1-h-i2W22226 -

9、VDD :JR17:2 2kL : VDD :-H B -DD;| VDD W：；OVVDDVD*卜4 h4-Multf meter-.- IC6i：220(G-:2H2222 工通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)到放大級(jí)前端的交流信號(hào)如上圖。（雖然其與直流信號(hào)相比很小，還是有交流反饋的。）2：R4 ：AA-2.2kL :峻 Functionr* i rVDDvbb :當(dāng)輸入電壓為20mV是，輸出波形圖如上圖所示W(wǎng)QDVDD -2DDuF :圖10當(dāng)輸入電壓為30mV是，輸出波形圖如上圖所示vnnTirrwp_導(dǎo)石鼻咕J 1 may DiwX. posrbc4i oV7T am( & a| a b|2N222?jy

10、-：!Time5 JM ClhL3nne4_/52.458 mV_呂-727. S3O mVChLainnd Ago亦 I 1O0 FT1V/&WV pcksrnort DAC J O fDC- 得Aflie | MO mV-DivV pos-rtin qTrogHWLttVIAC | Oi (DC - | F Tyrse S圖11當(dāng)輸入電壓為40mV是，輸出波形圖如上圖所示F-urbcticn GmeTait.J. 肚 宀vpo :VGDC2 -100uF.EI4AAA,-23fiL -XS4M1 i圖12當(dāng)輸入電壓為50mV是，輸出波形圖如上圖所示。Vi/mVrms 、1001000300

11、050000.580.686V0.686V0.685V0.679V10.00.706V0.706V0.704V0.701V20.00.783V0.783V0.783V0.783V40.00.809V0.809V0.809V0.810V50.00.818V0.818V0.818V0.817V5、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：(1) 輸入電壓幅度不變，電壓頻率逐漸增大： 隨著電壓的頻率增大，電壓幅度沒(méi)有發(fā)生明顯變化。(2) 輸入電壓頻率不變，電壓幅度逐漸增大：隨著電壓的增大，電路的輸出并沒(méi)有發(fā)生較大的變化四、設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及改進(jìn)實(shí)驗(yàn)仿真中，改變輸入信號(hào)，輸出要很長(zhǎng)一段時(shí)間才能穩(wěn)定，反饋回來(lái)到放大級(jí) 前端的信號(hào)直流很大，交流很小與直流相比幾乎可以忽略不計(jì)， 所以使得我們一 度以為反饋網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有起作用，通過(guò)改變電容參數(shù)，才有所好轉(zhuǎn)。五、總結(jié):1、本實(shí)驗(yàn)采用了反饋式自動(dòng)增益控制電路，主要由輸入緩沖級(jí)、復(fù)合管、信 號(hào)輸出級(jí)、倍壓整流與反饋幾個(gè)部分組成。倍壓整流與反饋實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)增益控 制的功能。2、本實(shí)驗(yàn)綜合性較強(qiáng)，考察