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)增益控制的原理

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。