AD603自動(dòng)增益控制

AGC電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)增益控制線路，簡(jiǎn)稱(chēng)AGC線路，A是AUTO（自動(dòng)），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(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)輸入信號(hào)較弱時(shí)，線性放大電路工作，保證輸出聲信號(hào)的強(qiáng)度；當(dāng)輸入信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，啟動(dòng)壓縮放大線路，使聲輸出幅度降低，滿(mǎn)足了對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減的需要。也就是說(shuō)，AGC功能可以通過(guò)改變輸入輸出壓縮比例自動(dòng)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(hào)幅度變化很大的情況下，使輸出信號(hào)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?hào)太小而無(wú)法正常工作，也不至于因?yàn)檩斎胄盘?hào)太大而使接收機(jī)發(fā)生飽和或堵塞。一：實(shí)驗(yàn)方案AGC常用的實(shí)現(xiàn)方案有三種:100K&■4*■100KQ47十R11KQ100KQ0.100K&■4*■100KQ47十R11KQ100KQ0.047fT%丄4T00pF輸出pp470KQ21）利用電阻電容來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制：圖1:由圖1可以看出，此方案是通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)RP］（調(diào)節(jié)低頻）、RP2（調(diào)節(jié)高頻）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的增益控制。當(dāng)RP』勺滑動(dòng)端在最左端時(shí)，電容C被短路，音頻信號(hào)經(jīng)R］、R送至運(yùn)放的反相輸入端，運(yùn)放輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)R］、RP］與C并聯(lián)后反饋回來(lái)，，此時(shí)低音增益達(dá)到最大值。當(dāng)RP到右端時(shí)，音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)R、RP、R送到運(yùn)放的反相輸入端，運(yùn)放輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)R「C反饋回來(lái)，此時(shí)增益到最小值。同理，RP?的滑動(dòng)端在最左端時(shí)，高音增益到最大，在最右端時(shí)，高音增益到最小。本電路雖然實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，沒(méi)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(shí)，不能準(zhǔn)確的確定增益的調(diào)節(jié)是通過(guò)哪一個(gè)滑動(dòng)電阻，也就不能穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制，因此不可選。2）利用放大器和場(chǎng)效應(yīng)管共同組成的電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制

vccC1iuF^50%204\3Vrms'}10kHz-T--?0°05U11100kQ-15V1MQKey=A012N3821VCCVC3V￡E-15VVEEL.R16:>39kQR171810kOKey=A50%17Key=SpaceVEE511-+-15V5.6kfi0C2vccC1iuF^50%204\3Vrms'}10kHz-T--?0°05U11100kQ-15V1MQKey=A012N3821VCCVC3V￡E-15VVEEL.R16:>39kQR171810kOKey=A50%17Key=SpaceVEE511-+-15V5.6kfi0C2Tl-100nFD3jt1N1206C1415-W14.7kfiR104Jk01N1206C<-4-R6——V--A-4.7kfiR7——VvV4.7kO竺一VW4.7kQVEE0.475U5AC10MDR124.7kO1N1206CU4vcc15V圖2：整個(gè)電路由包括場(chǎng)效臨在內(nèi)的壓控增益放大器，整流濾波電路，直流放大器組成，實(shí)現(xiàn)增益的閉環(huán)控制。信號(hào)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(jí)。由運(yùn)放A2構(gòu)成反向放大器，其增益由場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極之間的電阻決定。輸出電壓經(jīng)過(guò)整流電路和濾波電路形成壓控電壓，加到場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，當(dāng)壓控電壓發(fā)生變化時(shí)，源極和漏極之間的電阻亦發(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(hào)強(qiáng)時(shí)自動(dòng)減小放大器的倍數(shù)，信號(hào)弱時(shí)自動(dòng)增大放大器的倍數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)音量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到自動(dòng)增益控制的目的。本電路利用場(chǎng)效應(yīng)管為壓控元件的特性，通過(guò)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(dòng)增益控制的目的。3）通過(guò)放大器AD603實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制（這也是最后使用的方法）：VDDC5=^100nFV1?C1U13Vrms100uF'1100kHz■;ihfwasCC?ijlJTGP03FULKGNEGVMEGVDDC2T0°AD603AR1IOO11FHveevcc61kf)vssvssR51.2kOR63.9kOCHzhlOOnF2N3906VDDC5=^100nFV1?C1U13Vrms100uF'1100kHz■;ihfwasCC?ijlJTGP03FULKGNEGVMEGVDDC2T0°AD603AR1IOO11FHveevcc61kf)vssvssR51.2kOR63.9kOCHzhlOOnF2N390652.3010C3dJ：1uFEiiTtial8圖3：本方法采用了集成度比較高的AD603芯片，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(shí)的帶寬為90MHz,增益在+9?+41dB時(shí)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)。該集成電路可應(yīng)用于射頻自動(dòng)增益放。由于采用AD603后可以獲得較穩(wěn)定的輸出，所以我們這里建議使用方案3。.一：方案論證1腳排列1腳排列圖4：固定堵竝趟大器AD傾Qvuut特岳元遙需入更料誹2R4汕輯那阻堆5GS￡o固定堵竝趟大器AD傾Qvuut特岳元遙需入更料誹2R4汕輯那阻堆5GS￡oEaM呼RftE一vlvlczlGVINP圖5:2：AD603原理介紹如圖5所示，AD603由無(wú)源輸入衰減器、增益控制界面和固定增益放大器三部分組成。圖5中加在梯型網(wǎng)絡(luò)輸入端(VINP)的信號(hào)經(jīng)衰減后，由固定增益放大器輸出，衰減量是由加在增益控制接口的電壓決定。增益的調(diào)整與其自身電壓值無(wú)關(guān)，而僅與其差值VG有關(guān)，由于控制電壓GPOS/GNEG端的輸入電阻高達(dá)50MQ,因而輸入電流很小，致使片內(nèi)控制電路對(duì)提供增益控制電壓的外電路影響減小。以上特點(diǎn)很適合構(gòu)成程控增益放大器。圖1中的“滑動(dòng)臂”從左到右是可以連接移動(dòng)的。當(dāng)VOUT和FDBK兩管腳的連接不同時(shí)，其放大器的增益范圍也不一樣。當(dāng)腳5和腳7短接時(shí)，AD603的增益為40Vg+10，這時(shí)的增益范圍在-10?30dB，本文的設(shè)計(jì)就是這樣應(yīng)用的。當(dāng)腳5和腳7斷開(kāi)時(shí)，其增益為40Vg+30,這時(shí)的增益范圍為10?50dB。如果在5腳和7腳接上電阻，其增益范圍將處于上述兩者之間。3：用AD603實(shí)現(xiàn)AGC電路工作原理在圖3中，我們選用一級(jí)AD603作為主電路，AD603的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管檢波后反饋回控制電平端。這里通過(guò)三極管的作用會(huì)使得控制電壓與輸出電壓成反比關(guān)系。當(dāng)一開(kāi)始輸入較小信號(hào)時(shí)，Q1截止，這時(shí)輸出信號(hào)隨著輸入信號(hào)的增大而增大；當(dāng)輸入信號(hào)值到一定大小時(shí)，Q1、Q2導(dǎo)通，隨著輸入信號(hào)的增大,輸出增大，Q1集電極電流增大，Q2發(fā)射級(jí)電流增大，R4上壓降增大，導(dǎo)致C6電容上的電壓值變大。反饋回去的GPOS值變大。AD603的增益逐漸減小，直到放大器增益變?yōu)?10DB，這個(gè)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓值恒定于一個(gè)電壓范圍；此后當(dāng)輸入電壓值繼續(xù)增大時(shí)，電壓增益恒定，AD603達(dá)到飽和，輸出隨著輸入電壓的增大繼續(xù)增大。4：電路仿真與參數(shù)測(cè)量頻譜圖

圖6：從上圖可以看出電路的頻帶范圍基本符合90MHZ的理論要求。②在輸出不失真的情況下，輸出電壓（恒定的情況）與輸入電壓（100KHZ條件下）的關(guān)系表格輸入電壓輸出電壓VdbmVdbm第一組20m-33.980.551-5.18第二組30m-30.460.551-5.18第三組50m-26.020.556-5.10第四組100m-20.000.557-5.08第五組200m-13.980.557-5.08第六組500m-6.020.556-5.10第七組700m-3.100.558-5.06第八組10.000.555-5.11第九組1.53.520.557-5.08第十組1.74.610.552-5.16在上述情況下，每組測(cè)量時(shí)控制電壓計(jì)算出的理論增益與實(shí)際增益的關(guān)系表格GPOS（V）AD603的VG0.08理論增益db實(shí)際增益db0.5310.45128.828.040.4510.37125.2824.840.3460.26620.9220.640.1980.11814.9214.720.05-0.038.98.8-0.15-0.230.920.8-0.223-0.303-1.96-2.12-0.298-0.378-5.11-5.12-0.383-0.463-8.6-8.52-0.409-0.489-9.77-9.56通過(guò)上表可以發(fā)現(xiàn)，理論增益值與實(shí)際仿真增益值基本符合！本實(shí)驗(yàn)中輸入動(dòng)態(tài)范圍約為38.59db，輸出基本很定在0.551?0.558中間。比較符合AGC的要求！三：實(shí)際電路的焊接與調(diào)試①實(shí)際所搭電路圖如下上圖是經(jīng)過(guò)多次調(diào)試后最后成功的電路，AD603是位于中間的那部分，左邊的芯片插座原本接的是個(gè)跟隨器，這個(gè)在電路中可以增加上，但前提是所加跟隨器的帶寬與AD603相對(duì)應(yīng)，右測(cè)是個(gè)簡(jiǎn)單的正負(fù)電源產(chǎn)生電路，在實(shí)際操作時(shí)由于不夠穩(wěn)定，最后采用了專(zhuān)門(mén)供直流電的儀器。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我們用NW1645功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作為輸入信號(hào)，通過(guò)改變輸入幅度來(lái)觀察輸出波形形狀和有效值，輸入信號(hào)的頻率保持為100KHZ。t圖8在輸入幅度出有效值近似為四：實(shí)驗(yàn)小結(jié)OmV變?yōu)?.7mV時(shí)，輸出波形一直保持上圖中的正弦波，輸1mV左右，比較符合理論要求!99.9

t圖8在輸入幅度出有效值近似為四：實(shí)驗(yàn)小結(jié)OmV變?yōu)?.7mV時(shí)，輸出波形一直保持上圖中的正弦波，輸1mV左右，比較符合理論要求!通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)使AD603處于不同的模式下，即改變7腳與5腳的連接方式，然后使得它的頻帶范圍和增益大小發(fā)生變化。并且在電路中，我們可以改變輸出端電阻R4的大小，來(lái)改變輸出穩(wěn)定的幅度值。在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，根據(jù)網(wǎng)