1、精品文檔自動增益控制電路的設計與實現實驗報告北京郵電大學理學院2011214103 班劉辰學號： 2011212657。1歡迎下載精品文檔一、 摘要隨著電子電路技術的發展，自動增益電路廣泛的應用于錄音機、雷達、廣播，乃至于光纖通信、衛星通信、無線通信等等的領域中。 自動增益電路，簡稱 AGC電路，即 Auto gain control 電路。很多時候系統會遇到不可預知的信號等等原因，導致輸入信號幅度變化較大時。此時，使用帶“自動增益控制”的自適應前置放大器，使增益能隨信號強弱而自動調整，以保持輸出相對穩定。本實驗介紹了一種簡單的反饋式AGC電路，適用于低頻段小信號處理的系統中。關鍵詞：自動增益

2、控制 , 反饋，倍壓整流，可變衰減二、 設計任務要求1 實驗目的1）了解 AGC（自動增益控制）的自適應前置放大器的應用。2 ）掌握 AGC電路的一種實現方法。3 ）提高獨立設計電路和驗證實驗的能力2 實驗任務1）設計實現一個如圖3 所示的 AGC電路，設計指標以及給定條件為：輸入信號： 0.550mVrms；輸出信號： 0.51.5Vrms ；信號帶寬： 0.15KHz；2 ）設計該電路的電源電路（不要求實際搭建）三、設計思路與總體結構框圖1、設計思路1）該實驗電路中使用了一個短路雙極晶體管直接進行小信號控制的方法，從而相對簡單而有效實現預通道AGC的功能。如下圖，可變分壓器由一個固定電阻R

3、1和一個可變電阻構成，控制信號的交流振幅。 可變電阻采用基極 - 集電極短路方式的雙極性晶體管微分電阻實現為改變Q1電阻，可從一個由電壓源Vreg 和大阻值電阻 R2組成的直流源直接向短路晶體管注入電流。為防止R2 影響電路的交流電壓傳輸特性。R2 的阻值必須遠大于 R1.。2歡迎下載Detetor精品文檔C1VCCR1c22R211Header 1Q12VREGHeader 2GNDI反饋式 AGC由短路三極管構成的衰減器1） 對正電流的 I 所有可用值，晶體管Q1的集電極 - 發射極飽和電壓小于它的基極- 發射極閾值電壓，于是晶體管工作在有效狀態。短路晶體管的V-I 特性曲線非常類似與PN

4、二極管，符合肖特基方程，除了稍高的直流電壓值外，即器件電壓的變化與直流電流變化的對數成正比。3）輸入信號 VIN 驅動輸入緩沖極 Q1，中間互補級聯放大電路Q2、Q3提供大部分電壓增益，通過負反饋網絡回到放大級的輸入端。 Q6構成衰減器的可變電阻部分， D1、D2 構成一個倍壓整流器。它從輸出級 Q4提取信號的一部分并為 Q5生成控制電壓，這種構置可以容納非對稱信號波形的兩極性的大峰值振幅。電阻 R15決定 AGC的開始時間，電阻 R17 決定 AGC的釋放時間。4）倍壓整流原理：在一些需用高電壓、小電流的地方，常常使用倍壓整流電路。倍壓整流，可以把較低的交流電壓，用耐壓較低的整流二極管和電容

5、器，“整”出一個較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍，分為二倍壓、三倍壓與多倍壓整流電路。電路工作中，當二極管 D3導通， D4 截止，電流經過 D3 對電路中的電容充電，將電容 C11 上的電壓充到接近加在 D3 上電壓的峰值，并基本保持不變；。3歡迎下載精品文檔當加在 C11上的電壓反向時，二極管 D4 導通， D3截止，此時，加在 C11上的反向電壓繼續通過 D4 對電容 C11充電，充電電壓峰值為加在 D4 兩端的電壓峰值。如此反復充電， C11上的電壓就基本上就維持在加在D3、D4上的交流電壓峰值兩倍。故稱為倍壓整流電路。1、 總體結構框圖（ 1）一個簡單 A

6、GC電路：輸入放大電路（2）本實驗電路框圖：輸入信號輸入緩沖級級信號范圍： 0.5 50mVrms1五、實驗分塊電路的作用和總體電路 1, 信號緩沖輸入級電路輸出輸出端反饋放大級前端放大級，提供大部分輸出信號增益信號范圍： 0.5 1.5Vrms反饋網絡23R52.2kC2100uFR427kC3R21MJP 1C1R12200uFQ121Intput3.3uF220R32.2K。4歡迎下載精品文檔2，直流耦合互補級聯電路（提供大部分增益）：3，信號輸出級電路（射極跟隨器Q4）：4，倍壓整流（ D1、D2 與電容 C6構成）與反饋電路：。5歡迎下載精品文檔C73.3uFR151.5K9VR19

7、3.3KD1Q5C6R16Q6100uFR1756K1.8MD25、總體電路設計該電路主要由輸入前級、中間直流互補級聯放級、倍壓整流電路、反饋網絡組成。其中反饋網絡跨在直流互補耦合級聯放大級的前端與輸出級的前端之間，使信號自動衰減為一定的值（小幅波動），實現自動增益控制。234。6歡迎下載精品文檔六、所實現功能說明1、基本功能：輸入的信號范圍在 0.5 50mVrms時，經過輸入緩沖級， 直流耦合互補級聯放大信號（提供大部分增益），經過射極跟隨器，接輸出端同時引反饋回去到放大級前端，反饋由具有倍壓整流作用的 D1、D2 和可變衰減器，對不同的輸入信號，反饋信號大小不一樣，使經輸入緩沖級放大電路

8、放大的信號與反饋信號疊加，疊加后的信號幅度在很小的范圍波動，再經過放大，使輸出電壓 0.5 1.5Vrms，信號帶寬滿足覆蓋 100Hz5KHz的要求，實現了自動增益控制。2、直流電源： Vcc=9V3、主要測試數據：調節增益時間：約為0.5s 左右。7歡迎下載精品文檔f/Hz100100030005000Vi/mVrms50.780.780.780.78100.810.810.810.81200.810.810.810.81300.790.790.790.79500.800.800.800.804、測試方法：（1） 輸入端接輸入信號， 電壓有效值 0.5 50mV，頻率在 100Hz 5KH

9、z，為得到不同頻率不同電壓下的增益數據，采取單變量法測試，即保持一個變量不變，改變另一變量，使其在規定范圍內按一定的步長變化，用示波器觀察輸入輸出信號，使用交流毫伏表測量輸入輸出的信號電壓的有效值，計算增益；（2）具體測試過程如下：保持輸入電壓有效值 0.5mV，改變信號頻率從 100Hz變化到 5KHz（為取得更多的數據，可以每次增大 500Hz，多測數據；為測試電路的帶寬，可以改變頻率到更低和更高的值，使輸出信號電壓衰減到 3dB 處，測出上限截止頻率） ，測量記錄如上表格所示；（3） 由測出的數據可以計算出增益，同時可見，再輸入電壓在規定的范圍內大幅波動時，輸出電壓在規定的范圍內以很小幅

10、度波動，即可認為輸入在規定范圍內變化時，輸出不變，實現了自動增益控制的功能；（4）為了解反饋網絡在自動增益控制電路中的作用，可以在反饋輸出端接示波器通道來觀察測量反饋輸出信號，亦可把反饋引回的線去掉，用示波器觀察測量沒有反饋時的輸出信號，記錄測量的數據，分析可以看出反饋網絡在該電路中舉足輕重的地位，這也是該電路稱為反饋式 AGC的原因。（5）用示波器觀察輸入緩沖級（該實驗中注釋為 Q1）的集電極輸出波形，記錄測量數據；把反饋去掉，同樣觀察測量 Q1集電極的波形，對比可見，有反饋的時候Q1的集電極輸出信號幅值基本為 2mV，而無反饋的時候， Q1的集電極輸出信號幅值為伏級上的，比有反饋的時候大的

11、多，可見自動衰減的負反饋信號與經緩沖級放大的信號疊加，使信號維持在一個比較穩定的值。（6）測量倍壓整流電路（ D1、 D2構成）的輸出信號波形，增進對倍壓整流器的工作原理的理解。經過以上步驟，自動增益控制電路的測試基本完成。8歡迎下載精品文檔七、故障及問題分析連接電路時，有部分缺少元件，使用了近似的電阻做代替，或者與其他同學交換，部分無法代替的去找老師領取。同時，測試電路時發現了正負極接反的電容，發出的小爆炸聲，電容燒壞，因而重新接入了新的電容。另一方面，電路板面并不是很美觀，用了很長時間整理面板。八、總結和結論1、本實驗體現了理論與實踐的綜合，不止要理論設計清晰，而且手動搭建電路時候也不能出

12、錯。實際中就多次檢查出電路連接錯誤而無法完成實驗。通過實驗，我們更深的理解了模擬電路的知識精髓。2、由于自動增益控制電路比較復雜，我們在實驗中應該進行整體協調與局部分析。當電路的輸出電壓波形不符合預期時， 要根據實際的輸出與理論分析的輸出之間的差距來分析故障發生在哪里，例如當輸出不能實現自動增益控制時，可以基本確定是倍壓整流與反饋的電路出現問題，這樣可使我們縮小排查的范圍，提高實驗效率，同時加深理解了電路每一部分的具體功能。3、本實驗需要我們有較強的動手能力和統籌安排能力。在連接電路前，應該先將元件清單列出，找出缺少的零件，統一整理好后做好標注以便在后期連接電路的過程中選擇或更改元器件。另外，

13、在連接電路之前，應該先設計好具體的電路布局，使得整體清晰美觀，這樣可以避免不必要的返工。4、輸出的信號電壓基本為 0.78Vrms，以很小幅度波動， 在實驗要求的范圍內， 輸出信號帶寬為 50Hz225KHz，覆蓋要求的頻率寬度， 可以處理寬頻帶的信號， 說明該電路對信號處理能力強， 但同時帶來一個問題，通頻帶寬，選擇性差。5、該自動增益控制電路， 輸入信號范圍為 0.5 50mVrms輸出信號為 0.5 1.5Vrms 信號帶寬： 1005KHz，適合應用于低頻段小信號處理的系統中。7、進行實驗時應該堅持不懈、嚴謹求實，不要因為無法得出滿意的結果而放棄，應該一步步的尋找錯誤在哪里并且解決。九、 PROTEL繪制的原理圖1、PROTEL繪制的 AGC電路原理圖：該電路主要有幾部分組成：輸入前級、中間直流互補級聯