自動增益控制放大系統(tǒng)設(shè)計40畢業(yè)論文41

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)本科畢業(yè)設(shè)計說明書自動增益控制放大系統(tǒng)設(shè)計ON THE DESIGNOF AUTOMATIC GENERATION CONTROL學(xué)院（部）：專業(yè)班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：年月日1自動增益控制放大系統(tǒng)設(shè)計摘要自動增益控制電路已廣泛用于各種接收機(jī)、錄音機(jī)和信號采集系統(tǒng)中， 另外在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信等通信系統(tǒng)以及雷達(dá)、廣播電視系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。本課題主要研究應(yīng)用于音頻放大的前級電壓放大，因此設(shè)計的電路需容納的頻帶范圍應(yīng)較寬，以至于使語音信號通過。由于語音信號的頻帶范圍為300hz-3400hz, 所以該電路所應(yīng)設(shè)計的頻帶范圍

2、應(yīng)在300hz-3400hz 之間，并且電路應(yīng)該實現(xiàn)增益的閉環(huán)調(diào)節(jié)，通過此電路可以實現(xiàn)增益的自動調(diào)整，以至于使音頻信號強(qiáng)時自動減小放大器的倍數(shù)，信號弱時自動增大放大器的倍數(shù)，從而實現(xiàn)音量的自動調(diào)節(jié)。本課題介紹了自動增益控制的概念原理以及自動增益控制放大系統(tǒng)各部分的工作原理，最后對系統(tǒng)的測試結(jié)果以及設(shè)計與實現(xiàn)中應(yīng)該注意的問題也做了詳細(xì)分析。關(guān)鍵詞：放大器；自動增益控制；電壓跟隨器；濾波器ON THE DESIGN OF AUTOMATIC GENERATION CONTROLABSTRACTThe automatic gain control electric circuit widely us

3、ed in all kinds of receivers、tape recorders and signal gathering systems, and also been used in communications system radar, the broadcast television system and optical fiber communications, microwave communications, satellite communications.This topic mainly studies to the applies to the front leve

4、l voltage amplification of the audio frequency amplification, therefore the frequency band scope of the electric circuit should be wider that can make the pronunciation signals to pass. Because the frequency band scope of the pronunciation signal is 300 Hz-3400 Hz, so the frequency band scope of our

5、 electric circuit should be designed within 300 Hz-3400 Hz. And the electric circuit should realize the closed loop adjustment which increases,it may realize the automatic control through this electric circuit which increases when the tonic train signal is strong automatically that it can reduce the

6、 multiple of the amplifier, and when the signal is weak that it can automatically increase the amplifier the multiple, so that can realize the volume with automatic control.This topic also introduced in the concept principle of the automatic gain control as well as to automatically increases the sys

7、tem every part of principle of work the detailed introduction, and it pays attention to the question to the test result of this system .Finally we .KEYWARDS ： Amplifier ；Automatic Gain Control；AGC ； Voltagefollower；Filter目錄摘 要.I第 1 章引言 .1第 2 章自動增益控制 .22.1自動增益控制 .22.1.1自動增益控制電路（ AGC）存在的意義 .22.1.2自動增益

8、控制的基本概念 .22.1.3自動增益控制的原理 .22.2 自動增益控制放大器 .32.3 本課題的研究內(nèi)容 .4第 3 章自動增益控制放大器的電路設(shè)計 .53.1方案選擇 .53.2壓隨器工作原理 .73.3整流電路工作原理 .73.4濾波電路工作原理 .83.5增益控制工作原理 .83.6電路元器件選擇 .93.6.1運(yùn)算放大器 .93.6.2場效應(yīng)管選擇 .93.6.3其他元器件選擇 .10第 4 章：放大器電路的調(diào)試及實驗結(jié)果 .114.1放大器電路的調(diào)試 .114.2實驗結(jié)果及存在問題 .14總結(jié) .16致謝 .17參考文獻(xiàn) .19附錄 .19元器件列表 . .19仿真原理圖 .

9、.21第1章引言隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等行業(yè)的迅速發(fā)展，自動增益控制電路越來越被人們熟知并且廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中。自動增益控制線路，簡稱AGC線路， A是 AUTO（自動），G是 GAIN（增益）， C是 CONTROL（控制）。它是輸出限幅裝置的一種，是利用線性放大和壓縮放大的有效組合對輸出信號進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)輸入信號較弱時，線性放大電路工作，保證輸出聲信號的強(qiáng)度；當(dāng)輸入信號強(qiáng)度達(dá)到一定程度時，啟動壓縮放大線路，使聲輸出幅度降低，滿足了對輸入信號進(jìn)行衰減的需要。 也就是說， AGC功能可以通過改變輸入輸出壓縮比例自動控制增益的幅度，擴(kuò)大了接收機(jī)的接收范圍，它能夠在輸入信號幅

10、度變化很大的情況下，使輸出信號幅度保持恒定或僅在較小范圍內(nèi)變化，不至于因為輸入信號太小而無法正常工作，也不至于因為輸入信號太大而使接收機(jī)發(fā)生飽和或堵塞。在電路設(shè)計中，這種線路被大量的運(yùn)用，從尖端的雷達(dá)技術(shù)到日常的廣播電視系統(tǒng)，自動增益控制無疑很好的解決了各種技術(shù)中存在的信號強(qiáng)度問題。目前，實現(xiàn)自動增益控制的手段有很多，在本文中，主要研究的是如何以放大器來實現(xiàn)自動增益控制的目的，也就是自動增益控制放大器。自動增益控制電路功能可以通過改變輸入輸出壓縮比例自動控制增益的幅度，擴(kuò)大了接收機(jī)的接收范圍，它能夠在輸入信號幅度變化很大的情況下，使輸出信號幅度保持恒定或僅在較小范圍內(nèi)變化，不至于因為輸入信號太

11、小而無法正常工作，也不至于因為輸入信號太大而使接收機(jī)發(fā)生飽和或堵塞。在放大器電路的若干發(fā)展趨勢中，最顯著的包括：減少系統(tǒng)材料清單、功耗和電路板空間；提供出色的信號處理技術(shù)、更好的功能性集成度、更高的線性度和更高的效率，以及更快的產(chǎn)品上市速度；以更低的輸出功率在更長的距離上提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率；支持更大的帶寬，但卻不影響電池壽命；提供真正的數(shù)字 CMOS控制，簡便的軟件校正，從而簡化電路板設(shè)計和基帶控制器接口等。本課題主要研究應(yīng)用于音頻放大的前級電壓放大，因此設(shè)計的電路需容納的頻帶范圍應(yīng)較寬，以至于使語音信號通過。由于語音信號的頻帶范圍為300hz-3400hz,所以該電路所應(yīng)設(shè)計的頻帶范圍應(yīng)

12、在 300hz-3400hz 之間，并且電路應(yīng)該實現(xiàn)增益的閉環(huán)調(diào)節(jié)，通過此電路可以實現(xiàn)增益的自動調(diào)整，以至于使音頻信號強(qiáng)時自動減小放大器的倍數(shù)，信號弱時自動增大放大器的倍數(shù)，從而實現(xiàn)音量的自動調(diào)節(jié)。在本課題中研究了關(guān)于自動化增益的多種實現(xiàn)方法，通過比較獲得較佳方案，然后對其進(jìn)行分析和設(shè)計，最后對系統(tǒng)的測試結(jié)果做了詳細(xì)分析。第 2 章自動增益控制2.1 自動增益控制自動增益控制電路（ AGC）存在的意義接收機(jī)的輸出電平取決于輸入信號電平以及接收機(jī)的增益。而在實際接收過程中，因各種原因會導(dǎo)致接收到的信號電平發(fā)生很大波動（弱的幾微伏，強(qiáng)的幾百毫伏）。(1) 如果接收機(jī)的增益下降 , 強(qiáng)信號能正常接收

13、，而弱信號將接收不到，造成信號的丟失。(2) 如果接收機(jī)的增益上升，弱信號能正常接收，而強(qiáng)信號有可能使接收機(jī)過載而導(dǎo)致阻塞。因此，人們期望接收機(jī)的增益隨輸入信號的強(qiáng)弱而變化，即輸入信號弱時，接收機(jī)增益升高；輸入信號強(qiáng)時， 接收機(jī)增益減小，以補(bǔ)償輸入信號強(qiáng)弱的影響，達(dá)到減小輸出信號電平變化的目的。自動增益控制的基本概念接收機(jī)的輸出電平取決于輸入信號電平和接收機(jī)的增益。由于各種原因，接收機(jī)的輸入信號變化范圍往往很大，信號弱時可以是一微伏或幾十微伏，信號強(qiáng)時可達(dá)幾百毫伏，最強(qiáng)信號和最弱信號相差可達(dá)幾十分貝。這個變化范圍稱為接收機(jī)的動態(tài)范圍。影響接收機(jī)輸入信號的因素很多，例如：發(fā)射臺功率的大小、接收機(jī)

14、離發(fā)射臺距離的遠(yuǎn)近、信號在傳播過程中傳播條件的變化( 如電離層和對流層的騷動、天氣的變化 ) 、接收機(jī)環(huán)境的變化( 如汽車上配備的接收機(jī)) ，以及人為產(chǎn)生的噪聲對接收機(jī)的影響等。為了防止強(qiáng)信號引起的過載，需要增大接收機(jī)的動態(tài)范圍，這就要有增益控制電路。能夠使放大電路的增益自動地隨信號強(qiáng)度而調(diào)整的控制電路，簡稱自動增益控制AGC (Automatic GainControl)電路，它能夠在輸入信號幅度變化很大的情況下，使輸出信號幅度保持恒定或僅在較小范圍內(nèi)變化，不至于因為輸入信號太小而無法正常工作，也不至于因為輸入信號太大而使接收機(jī)發(fā)生飽和或堵塞。常用來使系統(tǒng)的輸出電平保持在一定范圍之內(nèi)，因而也

15、可以稱為自動電平控制。當(dāng)前，該電路已廣泛用于各種接收機(jī)、錄音機(jī)和信號采集系統(tǒng)中，另外在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信等通信系統(tǒng)以及雷達(dá)、廣播電視系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。AGC電路目前概括起來有模擬AGC和數(shù)字 AGC電路。 AGC環(huán)路可以放在模擬與數(shù)字電路之間，增益控制算法在數(shù)字部分來實現(xiàn)，合適的增益設(shè)置反饋給模擬可變增益放大器（VGA）?，F(xiàn)在出現(xiàn)的自動增益控制方法可以分為以下3類：基于電路反饋的自動增益控制；基于光路反饋的自動增益控制；光路反饋和電路反饋相結(jié)合的自動增益控制。本文中要研究的是基于電路反饋的利用放大器實現(xiàn)的自動增益控制。自動增益控制的原理自動增益控制電路組成框圖如圖2.1 所示

16、（1）可控增益放大器用于放大輸入信號ui，其增益大小取決于控制電壓UC。（2）振幅檢波器、 直流放大器和比較器共同構(gòu)成反饋控制器可控增益放大器的輸出交變信號振幅檢波器變成直流信號經(jīng)直流放大器放大輸出在比較器中與參考電平 UR比較產(chǎn)生直流控制電壓 UC用于控制可控增益放大器的增益。圖 2.1 自動增益控制電路組成框圖自動增益控制電路工作原理:（1）當(dāng)輸入信號 ui 較小時，輸出信號uo的幅度也較小，經(jīng)電平檢測器、低通濾波器、直流放大器的輸出信號加到電壓比較器上的電壓也比較小, 就不可能產(chǎn)生控制電壓Uc去控制可控增益放大器的增益，相當(dāng)于此時自動增益控制環(huán)路不工作。UR稱為比較器的門限電壓。（ 2）

17、當(dāng)輸入信號 ui 振幅增大使輸出信號 uo的振幅增大時，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 UR，比較器的輸出誤差電壓將改變，控制電壓 Uc將隨之改變，并控制可控增益放大器的增益，此時環(huán)路啟動，可控增益放大器的增益隨輸出信號的增大而降低，從而使輸出信號減小；反之，當(dāng)輸入電壓ui 減小使輸出電壓uo減小時，環(huán)路產(chǎn)生的控制信號Uc將使可控增益放大器的增益 Au增加?？梢?，通過環(huán)路的控制作用，無論輸入電壓ui 增加或減小，輸出信號電平僅在較小的范圍內(nèi)變化，從而保持在輸入信號變化的情況下輸出信號基本穩(wěn)定，達(dá)到自動增益控制（AGC）的目的。這樣，通過環(huán)路的反饋控制作用，可使輸入信號ui

18、 幅度增大或減小時，輸出信號uo幅度基本保持恒定或在一個很小的范圍內(nèi)變化，從而實現(xiàn)自動增益控制的目的。自動增益控制電路的作用是：當(dāng)輸入信號電壓變化很大時，保持接收機(jī)輸出電壓恒定或基本不變。具體地說，當(dāng)輸入信號很弱時，接收機(jī)的增益大，自動增益控制電路不起作用；當(dāng)輸入信號很強(qiáng)時，自動增益控制電路進(jìn)行控制，使接收機(jī)的增益減小。這樣，當(dāng)接收信號強(qiáng)度變化時，接收機(jī)的輸出端的電壓或功率基本不變或保持恒定。因此對AGC電路的要求是：在輸入信號較小時，AGC電路不起作用， 只有當(dāng)輸入信號增大到一定程度后，AGC電路才起控制作用，使增益隨輸入信號的增大而減少。為實現(xiàn)上述要求，必須有一個能隨外來信號強(qiáng)弱而變化的控

19、制電壓或電流信號，利用這個信號對放大器的增益自動進(jìn)行控制。由上述分析可知，調(diào)幅中頻信號經(jīng)幅度檢波后，在它的輸出中除音頻信號外， 還含有直流分量。直流分量大小與中頻載波的振幅成正比，也即與外來高頻信號成正比。因此，可將檢波器輸出的直流分量作為AGC控制信號。AGC電路工作原理： 可以分為增益受控放大電路和控制電壓形成電路。增益受控放大電路位于正向放大通路， 其增益隨控制電壓U0而改變。 控制電壓形成電路的基本部件是AGC整流器和低通平滑濾波器，有時也包含門電路和直流放大器等部件。2.2 自動增益控制放大器目前 , 實現(xiàn)自動增益控制的手段很多, 典型的有壓控放大器, 也就是本文所要研究的自動增益控

20、制放大器。它是通過調(diào)整放大器一個控制端的電壓, 就可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)這個放大器的增益。因此, 我們就可以通過反饋電路采集輸出端的電壓, 通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)后( 調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的功能就是規(guī)定的調(diào)整策略) 加到放大器的控制端. 就可以實現(xiàn)自動增益控制。2.3 本課題的研究內(nèi)容本文設(shè)計的電路主要是應(yīng)用于音頻放大的前級電壓放大，因此設(shè)計的電路需容納的頻帶范圍應(yīng)較寬，以至于使語音信號通過。由于語音信號的頻帶范圍為300hz-3400hz, 所以該電路所應(yīng)設(shè)計的頻帶范圍應(yīng)在300hz-3400hz 之間，并且電路應(yīng)該實現(xiàn)增益的閉環(huán)調(diào)節(jié)，通過此電路可以實現(xiàn)增益的自動調(diào)整，以至于使音頻信號強(qiáng)時自動減小放大器的倍數(shù)，信號弱時自動

21、增大放大器的倍數(shù)，從而實現(xiàn)音量的自動調(diào)節(jié)。第 3 章自動增益控制放大器的電路設(shè)計3.1 方案選擇方案（一）：利用電阻電容來實現(xiàn)自動增益控制：圖利用電阻電容實現(xiàn)自動增益控制電路圖由圖可以看出，此方案是通過自動調(diào)節(jié)RP1（調(diào)節(jié)低頻）、 RP2（調(diào)節(jié)高頻）來實現(xiàn)對輸入信號的增益控制。當(dāng)RP1的滑動端在最左端時，電容 C1被短路， 音頻信號經(jīng) R1、R2送至運(yùn)放的反相輸入端，運(yùn)放輸出信號經(jīng)過R4、RP1與 C2并聯(lián)后反饋回來，此時低音增益達(dá)到最大值。當(dāng) RP1到右端時，音頻信號經(jīng)過R1、RP1、R2送到運(yùn)放的反相輸入端，運(yùn)放輸出信號經(jīng)過R4、C2反饋回來，此時增益到最小值。同理，RP2的滑動端在最左端

22、時，高音增益到最大，在最右端時，高音增益到最小。本電路雖然實現(xiàn)簡單，沒有復(fù)雜的構(gòu)造，但由于高低音的轉(zhuǎn)折區(qū)分不明顯，導(dǎo)致電路的性能的不完善，在高低音分界時，不能準(zhǔn)確的確定增益的調(diào)節(jié)是通過哪一個滑動電阻，也就不能穩(wěn)定的實現(xiàn)自動增益控制，因此不可選。方案（二）：通過兩級放大器級聯(lián)實現(xiàn)自動增益控制：由圖可以看出，此方案是通過兩級放大器的級聯(lián)來控制自動增益調(diào)節(jié)的。此圖采用了 AD603來實現(xiàn)自動增益控制電路。AD603是低噪、 90MHz帶寬增益可調(diào)的集成運(yùn)放，如增益用分貝表示，則增益與控制電壓成線性關(guān)系。管腳間的連接方式?jīng)Q定了可編程的增益范圍，增益在-11 +30dB時的帶寬為 90MHz，增益在 +

23、9 +41dB時具有 9MHz帶寬，改變管腳間的連接電阻，可使增益處在上述范圍內(nèi)。本電路經(jīng)兩級AD603級聯(lián)后放大的信號，一路由 J2送入下一級信號通道，另一路則輸入到三極管。三極管的發(fā)射極PN結(jié)完成 AGC檢波，三極管PNP、 NPN之間，形成的電流之差，經(jīng)過集電極C9后，在C9上形成一個壓降，當(dāng) C9上的電荷達(dá)到一定量時，有反饋電流送回，則形成 AGC控制電壓 VAGC。輸入信號增大時， 三極管的集電極電流之差也跟著增大，反饋回到 AD603之后使輸出 VAGC相應(yīng)減??； 同樣，輸入信號減小時，VAGC則會增大，即VAGC與輸入信號的強(qiáng)度成反比，符合AGC電壓反向控制要求。圖通過兩級放大級

24、聯(lián)實現(xiàn)自動增益控制電路圖本方案結(jié)果較為理想，并且通過兩級放大器的級聯(lián)使增益控制范圍增寬，性能比較穩(wěn)定，但在與第三種方案進(jìn)行綜合比對時，我們采用了第三種方案。方案（三）：利用放大器和場效應(yīng)管共同組成的電路實現(xiàn)自動增益控制圖利用放大器和場效應(yīng)管實現(xiàn)自動增益控制電路圖由圖可見，整個電路由包括場效應(yīng)管在內(nèi)的壓控增益放大器，整流濾波電路，直流放大器組成，實現(xiàn)增益的閉環(huán)控制。信號自輸入端進(jìn)入到電路中，運(yùn)放 A1 構(gòu)成壓隨器，作為輸入級。由運(yùn)放 A2 構(gòu)成反向放大器， 其增益由場效應(yīng)管的源極和漏極之間的電阻決定。 輸出電壓經(jīng)過整流電路和濾波電路形成壓控電壓，加到場效應(yīng)管的柵極，當(dāng)壓控電壓發(fā)生變化時，源極和漏

25、極之間的電阻亦發(fā)生變化，因此放大器的放大倍數(shù)也發(fā)生變化，因此當(dāng)音頻信號強(qiáng)時自動減小放大器的倍數(shù)，信號弱時自動增大放大器的倍數(shù)，從而實現(xiàn)音量的自動調(diào)節(jié)，達(dá)到自動增益控制的目的。電路利用場效應(yīng)管為壓控元件的特性，通過改變其柵極的電壓，進(jìn)而改變其漏極和源極之間的電阻，從而可以改變放大器的增益，達(dá)到自動增益控制的目的。由于本電路結(jié)構(gòu)原理簡單且性能優(yōu)良，成本相對較低，自動增益控制效果也比較穩(wěn)定。因為第一種方案性能不十分穩(wěn)定，自動增益控制的準(zhǔn)確性不夠完善、而第二種方案相對成本較高，在進(jìn)行綜合比較時，最終決定選擇第三種方案來完成自動增益控制放大器的設(shè)計。3.2 壓隨器工作原理經(jīng)分析得知，信號自輸入端進(jìn)入到電

26、路中，經(jīng)過電容隔離后，通過運(yùn)放A1 構(gòu)成的壓隨器。因為電壓跟隨器容易產(chǎn)生阻塞，所以外接電阻可以防止其產(chǎn)生阻塞。壓隨器輸入與輸出的值相等，對信號不進(jìn)行放大，對整個電路的前級起隔離作用，對后級起緩沖作用。在輸入信號過大時，不易損壞電路。如下圖3.2：圖 3.2 壓隨器原理圖3.3 整流電路工作原理目前二極管整流電路大致可分為：(1) 半波整流電路：最簡單的整流電路。是以“犧牲 ”一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低。(2) 全波整流電路：全波整流電路，可以看作是由兩個半波整流電路組合成的，整流效率高。(3) 橋式整流電路：橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，是在全波整流電路的

27、基礎(chǔ)上增加兩只二極管連接成 “橋 ”式結(jié)構(gòu)。因為本電路設(shè)計時考慮到半波整流的電流利用率太低，且橋式整流選用器件較多較為復(fù)雜，因此選擇了全波整流電路。圖 3.3 整流原理圖如圖 3.3，信號分為兩個部分，一部分流經(jīng)R6，一部分通過R12，流向 A4。假設(shè)信號為負(fù)信號，經(jīng)過反向放大器后，輸出為正信號，則D1 導(dǎo)通， D2 截止，信號通過D1 后，通過 R10 反饋給運(yùn)放；若信號為正信號，經(jīng)過反向放大器后，輸出為負(fù)信號，D1 截止， D2 導(dǎo)通，通過R8 反饋給運(yùn)放，信號直接通過R10 輸出。然后經(jīng)過兩個半波整流的疊加，實現(xiàn)精密的全波整流。3.4 濾波電路工作原理由于二極管只允許單向?qū)щ?，所以?如

28、果使用的是硅管，則只有電壓高于0.7V 的部分可以通過二極管，濾掉由于輸入或器械影響等因素產(chǎn)生的無關(guān)的信號。另外，二極管起到一個峰值檢波的作用，可以使從二極管輸出的信號更快速準(zhǔn)確的加到增益控制端，從而縮短響應(yīng)時間，提高電路的工作效率。同時，由于二極管的輸出端連接了一個電容，這個電容與電阻配合對二極管輸出的信號進(jìn)行濾波，以達(dá)到濾除交流的目的。信號經(jīng)過整流電路后，通過D3 ，濾除噪音， R13 起保護(hù)二極管的作用。信號通過電容與R14、R4 組成的 RC 回路，起到濾除交流，保留直流的作用。如圖3.4：圖 3.4 濾波原理圖3.5 增益控制工作原理由于經(jīng)過整流和濾波出來的電壓，來控制場效應(yīng)管柵極和

29、源極之間的電壓，從而控制源極和漏極之間的電阻，這時增益就由R1 與源極和漏極之間的電阻并聯(lián)。R5（ R1 與源極和漏極之間的電阻并聯(lián)）的值，就是放大器的增益。R3 用來與 R2 分壓。如圖3.5：圖 3.5 增益控制原理圖3.6 電路元器件選擇運(yùn)算放大器人們用的最熟悉和用得最多的音頻處理電路就是普通的運(yùn)算放大器。一般可將運(yùn)放簡單地視為：具有一個信號輸出端口（Out ）和同相、反相兩個高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運(yùn)放制作同相、反相及差分放大器。運(yùn)算放大器是用途廣泛的器件，接入適當(dāng)?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)，可用作精密的交流和直流放大器、有源濾波器、振蕩器及電壓比較器。運(yùn)放的供電方式一般采

30、用雙電源供電，其輸出可在零電壓兩側(cè)變化，在差動輸入電壓為零時輸出也可置零。當(dāng)然，在需要時也可采用單電源供電方式。圖運(yùn)算放大器如果以電路符號來表示運(yùn)算放大器，則如圖，可表示為三角形。它的兩個輸入部分分別叫做作正相輸入端 (IN )和反相輸入端 (IN ) 。它以極大的放大率將倒相輸入端與非倒相輸人端之間的電壓放大，然后從輸出端 (OUT) 輸出。uA741的結(jié)構(gòu)圖：場效應(yīng)管選擇場效應(yīng)管的作用：(1)場效應(yīng)晶體管可以實現(xiàn)高效率的增益控制。(2)改變場效應(yīng)晶體管的控制參數(shù)，其中之一是利用它的傳輸特性曲線飽和段的斜率，或者利用特性曲線陡峭部分的溝道導(dǎo)納。(3)場效應(yīng)晶體管提供的控制范圍比雙極晶體管控制

31、范圍寬23 倍。2N3819 為場效應(yīng)對稱類甚高頻管，其主要參數(shù)：N-FET25V 20mA 0.36W ，其輸入阻抗極高,在放大器電路中常用作其中的輸入級，也常用作為恒流源。此外，利用改變柵源間的電壓,可以方便的改變漏極電流這一特性亦可用作可調(diào)電阻。其他元器件選擇(1) 此電路中有兩級放大，一級放大在電壓跟隨器中，其中外接電阻必須大于等于100 千歐時，這時電阻才可以起到防止阻塞的作用，所以選擇了100K 的電阻。選用1UF 的鋁電解電容是因為它的額定電壓6.3V-450V ，而且它體積小，容量大；適用于電源濾波，低頻耦合，隔直等。二級放大在反饋電路里，我們選擇的增益是8.6dB，它的增益表

32、達(dá)式為：A= ，由 R5 =5.6K R1=15 K 計算得知A=8.6 dB(2) 在精密全波整流電路里，選用大小一致的電阻有助于實現(xiàn)整流。(3) 在濾波電路中，選用有極性的4.7UF的電解低頻瓷介電容（CT ），是因為它的電容量在10pF-4.7Uf ；主要特點體積小，價廉；主要應(yīng)用在要求不高的低頻電路里。(4) 在電壓控制增益放大器里， 是通過控制場效應(yīng)管的柵極和源極的電壓從而來改變源極和漏極的電阻 Rr ，以此來達(dá)到控制增益的。而此時的Rr 就是場效應(yīng)管的可變電阻值。2N3819 的主要性能參數(shù)是：夾斷電壓VP ： 25V ；飽和電流IDSS ：20mA；跨導(dǎo) GFS： 2mS； 截止

33、電壓VGS （ OFF ）： -8V(5)由于放大器須用15V 的電源電壓，而且15V 的電壓易于實現(xiàn)，所以采用了15V 的電壓。第 4 章：放大器電路的調(diào)試及實驗結(jié)果4.1 放大器電路的調(diào)試由于電路所設(shè)計的頻帶范圍在300hz-3400hz之間，調(diào)試過程中，分別取了四個信號頻率100HZ 、1000HZ 、2000HZ 、4000HZ 進(jìn)行調(diào)試。在每個信號頻率值一定的情況下，又分別以輸入不同電壓值（ 50mV 、 100mV ）來做輸出對比，通過示波器的圖形及計算得出實驗結(jié)果。將頻率設(shè)定為100hz 時，分別輸入不同的電壓值（50mV 、 100mV ），得到如圖輸出信號分別為120mV,1

34、50mV 。有結(jié)果可以看出，頻率取值過小。將頻率設(shè)定為1000hz 時，分別輸入不同的電壓值（50mV 、 100mV ），得到如圖輸出信號分別為16mV,22mV 。結(jié)果可以看出，比較符合要求，取值合理，比較理想化。將頻率設(shè)定為2000hz 時，分別輸入不同的電壓值（50mV 、 100mV ），得到如圖輸出信號分別為 9mV,13mV 。結(jié)果可以看出，比較符合要求，取值合理，也比較理想化。將頻率設(shè)定為4000hz 時，分別輸入不同的電壓值（50mV 、 100mV ），得到如圖輸出信號分別為 3mV,6mV 。有結(jié)果可以看出，頻率取值過大。4.2 實驗結(jié)果及存在問題由以上示波器圖形可一看出

35、，在 300hz-3400hz 之間雖然輸入信號電壓有較大變化，但信號輸出電壓基本穩(wěn)定，放大電路的增益自動地隨信號強(qiáng)度而調(diào)整，即從而使輸出穩(wěn)定，實現(xiàn)了自動增益控制的目的。利用試波器進(jìn)行讀數(shù)時，會有一定的視覺誤差；其次，信號發(fā)生器產(chǎn)生50mV 100mV 的信號，而或大或小時示波器已經(jīng)不能測試，著無疑縮小了測試范圍，也造成了一定誤差；而且使用的元件具有一定的參數(shù)限定，也可能造成實驗中存在差異。在本次調(diào)試中，存在的一個問題是輸入的正弦波受到干擾，導(dǎo)致輸出的波形有一定程度的畸變，但基本實現(xiàn)了穩(wěn)定的自動增益控制?？偨Y(jié)在通信系統(tǒng)和電子設(shè)備中,為了提高技術(shù)性能,或者實現(xiàn)某些特殊的高指標(biāo)要求,廣泛的采用自動

36、增益控制電路。在放大器電路的若干發(fā)展趨勢中，最顯著的包括：減少系統(tǒng)材料清單、功耗和電路板空間；提供出色的信號處理技術(shù)、更好的功能性集成度、更高的線性度和更高的效率，以及更快的產(chǎn)品上市速度；保持低靜態(tài)電流和后向兼容性；以更低的輸出功率在更長的距離上提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率；支持更大的帶寬，但卻不影響電池壽命；提供真正的數(shù)字CMOS 控制，簡便的軟件校正，從而簡化電路板設(shè)計和基帶控制器接口等。在本文中詳細(xì)介紹了自動增益控制的概念及原理，對自動增益控制放大器的原理也進(jìn)行了討論及分析。確定了實現(xiàn)增益控制功能的放大器增益范圍，并且設(shè)計出具體的電路，對各部分電路的工作原理也進(jìn)行了詳細(xì)介紹。在文章的最后，列出了具體實驗中的實驗數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，對存在的問題也有了一定的認(rèn)識。隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，自動增益控制的研究也在不斷的進(jìn)步，實現(xiàn)自動增益控制的方法也在不斷的完善，改進(jìn)目前在性能方面的一些不足，得到更大的提高。致謝在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我