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自動(dòng)增益控制-AGC-結(jié)型場效應(yīng)管-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2021-05-20 

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自動(dòng)增益控制-AGC-結(jié)型場效應(yīng)管-KIA MOS管


自動(dòng)增益控制(AGC)

自動(dòng)增益控制線路,簡稱AGC線路,A即AUTO(自動(dòng)),G即GAIN(增益),C即CONTROL(控制)。


AGC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,在輸入信號幅度變化較大時(shí),能使輸出信號幅度穩(wěn)定不變或限制在一個(gè)很小范圍內(nèi)變化。


使得接收機(jī)不至于因?yàn)檩斎胄盘柼《鵁o法正常工作,也不至于因?yàn)檩斎胄盘柼蠖l(fā)生飽和或堵塞。在電路設(shè)計(jì)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(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制的手段有很多,兩種簡單的適用于低頻段小信號處理系統(tǒng)的AGC電路:一種是將運(yùn)算放大器與結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)合,利用結(jié)型場效應(yīng)管工作在可變電阻區(qū)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制的目的;另一種是短路雙極晶體管直接進(jìn)行小信號控制的方法,簡單有效地實(shí)現(xiàn)AGC功能。


自動(dòng)增益控制的基本概念

接收機(jī)的輸出信號取決于輸入信號和接收機(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(shí)可以是一微伏或幾十微伏,信號強(qiáng)時(shí)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(gè)變化范圍稱為接收機(jī)的動(dòng)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)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(dòng)、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(dòng)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(dòng)地隨信號強(qiáng)度而調(diào)整的控制電路,簡稱自動(dòng)增益控制AGC (Automatic Gain Control)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?yàn)檩斎胄盘柼《鵁o法正常工作,也不至于因?yàn)檩斎胄盘柼蠖菇邮諜C(jī)發(fā)生飽和或堵塞。


現(xiàn)在,AGC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,并且在光纖通信、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(shí)現(xiàn),合適的增益設(shè)置反饋給模擬可變增益放大器(VGA)。


現(xiàn)在的自動(dòng)增益控制方法可以分為以下3類:基于電路反饋的自動(dòng)增益控制;基于光路反饋的自動(dòng)增益控制;光路反饋和電路反饋相結(jié)合的自動(dòng)增益控制。


自動(dòng)增益控制的原

自動(dòng)增益控制電路的作用是:當(dāng)輸入信號電壓變化很大時(shí),保持接收機(jī)輸出電壓恒定或基本不變。


簡單來說就是當(dāng)輸入信號很弱時(shí),接收機(jī)的增益較大;當(dāng)輸入信號很強(qiáng)時(shí),自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行控制,使接收機(jī)的增益變小。這樣,當(dāng)接收信號強(qiáng)度變化時(shí),接收機(jī)的輸出端的信號基本不變或保持恒定。


為實(shí)現(xiàn)上述要求,必須有一個(gè)能隨外來信號強(qiáng)弱而變化的控制電壓或電流信號,利用這個(gè)信號對放大器的增益自動(dòng)進(jìn)行控制。


我們設(shè)計(jì)的AGC 電路的基本原理是隨著輸入信號幅度的變化產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)變化的直流電壓(AGC 電壓),利用這一電壓去控制一種可變增益放大器的放大倍數(shù)(或者控制一種可變衰減電路的衰減量):


當(dāng)輸入信號幅度較大時(shí)AGC 電壓控制可變增益放大器的放大倍數(shù)減小(或者增大可變衰減電路衰減量),當(dāng)輸入信號幅度較小時(shí)AGC 電壓控制可變增益放大器的放大倍數(shù)增加(或者減小可變衰減電路衰減量)。


這里,我們將AGC電壓作用于結(jié)型場效應(yīng)管的柵極,通過改變場效應(yīng)管源漏極間的電阻來控制運(yùn)算放大器的放大倍數(shù),進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)增益控制的目的。


自動(dòng)增益控制電路設(shè)計(jì)

利用結(jié)型場效應(yīng)管工作在可變電阻區(qū),通過改變場效應(yīng)管源漏極間的電阻來控制運(yùn)算放大器的放大倍數(shù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制。


電路原理圖:


自動(dòng)增益控制 AGC 結(jié)型場效應(yīng)管




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