AGC自动增益控制电路的设计实验报告
自动增益控制(AGC)
任务一自动增益控制(AGC)电路任务引入在调幅接收机接收电台信号时,由于各发射台功率有大有小,发射台离接收机的距离远近不一,无线电波传播过程中的多径效应和衰落等原因,使接收天线上感生的有用信号强度相差非常悬殊,而且往往有很大的起伏变化(约为~倍),有可能在接收微弱信号时造成某些电路(例如检波器)不能正常工作而丢失信号,而在接收强信号时造成放大电路的阻塞(非线性失真)。
为此在接收设备中几乎无例外的都必须采用自动增益控制电路,用来压缩有用信号强度的变化范围。
任务分析自动增益控制(AGC)电路的作用是能根据输入信号的电压的大小,自动调整放大器的增益,使得放大器的输出电压在一定范围内变化。
自动增益控制(AGC)电路是无线电接收设备中的重要电路,用来保证接收幅度的稳定。
它一般由电平检测器(峰值检波电路)、低通滤波器、直流放大器、电压比较器、控制电压产生器和可控增益放大器组成。
其中可控增益放大器是实现增益控制的关键。
相关知识一、自动增益控制电路(AGC)的工作原理1.AGC的作用自动增益控制电路的作用,是在输入信号幅度变化很大的情况下,自动保持输出信号幅度在很小范围内变化的一种自动控制电路。
2.AGC的组成框图自动增益控制电路的组成框图如图3-5-2所示。
图3-5-2 自动增益控制电路的组成框图由图可见,自动增益控制电路可以看成由反馈控制器和(控制)对象两部分组成,其中反馈控制器由电平检测器、低通滤波器、直流放大器、电压比较器和控制电压产生器组成,被控对象是可控增益放大器。
可控增益放大器的输入信号就是AGC电路的输入信号,其输出信号,其增益为增益受控制电压的控制,控制电压是由电压比较器产生的误差电压经控制电压产生器变换后得到的,增益可写成或,它是误差电压(或控制电压)的函数。
也可以直接用误差电压控制可控增益放大器的增益。
3.AGC各单元电路的功能与基本工作原理(1)电平检测器电平检测器的功能是检测出输出信号的电平值,通常由振幅检波器实现,它的输出与输入信号电平成线性关系,其输出电压为。
自动增益控制(AGC)放大器
自动增益控制(AGC)放大器自动增益控制放大器(AGC)设计摘要:本设计以程控增益调整放大器AD603为核心,通过单片机MSP430控制各模块,实现电压增益连续可调,输出电压基本恒定。
系统由5个模块组成:前级缓冲模块,电压增益调整模块,峰值检测模块,后级输出缓冲模块,控制与显示模块。
将输入信号经前级缓冲电路输入给程控增益调整放大器AD603,将信号放大输出,通过峰值检测电路检测输出信号,并送给单片机AD采样,与理想输出信号数值进行比较,若有多偏差,则通过调整对AD603的增益控制电压,来调整放大倍数,从而实现输出信号的稳定。
整个设计使用负反馈原理,实现了自动增益的控制。
关键字:AD603 MSP430 峰值检测自动增益控制一、方案设计与论证1.1整体方案方案一:采用纯硬件电路实现,由AD603和运放构成的电压比较器和减法电路实现。
把实际电压与理论电压的差值通过适当幅值和极性的处理,作为AD603的控制信号,从而实现放大倍数的自动调整,实现输出电压恒定。
优点:该方案理论简单,制作起来也相对容易,只有硬件电路。
缺点:理论低端,精度不够,没有创新,通用性不好。
方案二:采用AD603和单片机结合,通过单片机对输出信号AD 采样并转化为数字量,与理论输出电压值进行比较,得到差值转换为控制电压,通过DA转化,对程控增益放大器AD603的放大倍数惊醒调整,从而实现输出电压的恒定。
优点:该方案控制精确,自动控制速度快,系统可移植性强,功能改变和增加容易,对后期改善和提升电路性能有益。
缺点:需要软硬件配合,系统稍复杂。
通过对两个方案的综合对比,我们选用方案二。
1.2控制模块方案一:采用MCS-51。
Intel公司的MCS-51的发展已经有比较长的时间,以其典型的结构、完善的总线、SFR的集中管理模式、位操作系统和面向控制功能的丰富的指令系统,为单片机的发展奠定了良好的基础,应用比较广泛,各种技术都比较成熟。
MCS-51优点是控制简单,二缺点也明显因为资源有限,功能实现有困难,而且需要大量外扩单元。
agc试验报告
agc试验报告AGC 试验报告一、试验背景随着电力系统规模的不断扩大和复杂性的增加,自动发电控制(AGC)作为保障电力系统安全、稳定和经济运行的重要手段,其性能和可靠性愈发受到关注。
为了检验新投运机组或改造后的机组 AGC 功能是否满足电网要求,需要进行 AGC 试验。
本次试验的目的是对_____机组的 AGC 性能进行全面测试和评估,为其正式投入运行提供可靠依据。
二、试验依据本次 AGC 试验依据以下标准和规程进行:1、《电力系统自动发电控制技术规程》(DL/T 1040-2007)2、《电网运行准则》(GB/T 31464-2015)3、《_____电网自动发电控制(AGC)运行管理规定》三、试验条件1、机组处于正常运行状态,各项参数稳定,主辅设备无故障。
2、机组的协调控制系统(CCS)投入且运行正常,能够实现机炉协调控制。
3、机组的 AGC 相关设备、信号传输通道等完好,数据采集和通信系统工作正常。
4、电网调度部门已下达试验许可,并做好了相应的调度安排。
四、试验内容1、 AGC 指令响应性能测试测试机组对 AGC 升、降负荷指令的响应速度和精度。
记录机组从接收到指令到实际出力开始变化的时间延迟。
分析机组在不同负荷段对指令的响应特性。
2、负荷调节范围测试确定机组在 AGC 模式下能够调节的最大和最小负荷范围。
检验机组在负荷调节范围内的运行稳定性和安全性。
3、调节速率测试测量机组在 AGC 控制下的负荷调节速率。
对比机组实际调节速率与电网要求的调节速率是否相符。
4、控制精度测试评估机组实际出力与 AGC 指令给定值之间的偏差。
计算控制精度是否满足规定的指标要求。
5、稳定性测试观察机组在AGC 频繁调节过程中的运行参数变化,如主蒸汽压力、温度、炉膛负压等。
分析机组是否存在振荡、超调等不稳定现象。
五、试验步骤1、试验前准备检查机组运行状态和相关设备,确认满足试验条件。
与电网调度部门沟通协调,确定试验时间和试验方案。
Protel课程设计----AGC自动增益控制电路(DOC)
课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:周鹏工作单位:信息工程学院题目: AGC自动增益控制电路protel设计初始条件:1.模拟电子线路、数字电子线路等基础知识。
2.PROTEL软件操作。
要求完成的主要任务:1.绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch(自选)。
可以涉及模拟、数字、高频、单片机、或者一个具有完备功能的电路系统。
2.绘制相应电路原理图的双面印刷版图*.pcb并对电路原理图进行仿真,给出仿真结果(如波形*.sdf数据)并说明是否达到设计意图。
时间安排:第17、18周:理论设计与仿真;地点:鉴主13通信工程专业实验室;第19周:撰写实习设计报告及答辩;指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (3)Abstract (4)1 AGC电路原理 (5)1.1 AGC的工作原理 (5)1.1.1 AGC的作用 (5)1.1.2 AGC各单元电路的功能与基本工作原理 (5)1.2 AGC的工作过程 (6)1.3 AGC的控制特性 (7)1.3.1动态范围 (7)1.3.2响应时间 (8)1.4增益控制电路 (8)2 AGC电路设计 (9)2.1信号缓冲输入级电路 (10)2.2 直流耦合互补级联电路 (10)2.3 倍压整流与反馈电路 (11)2.4总体电路设计 (12)3 Protel软件设计 (13)3.1 protel软件介绍 (13)3.2 原理图设计 (13)3.3 编译原理图 (14)3.4 PCB板布局布线 (15)3.5铺地 (16)4 Protel 对原理图进行仿真 (18)5 LD耦合电路Protel设计 (20)6 综合总结 (24)参考文献 (25)摘要Protel是澳大利亚Protel Technology公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶,能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。
13级自动增益控制电路的设计与实现要点
电子电路综合设计实验实验4 自动增益控制电路的设计与实现实验报告学院:班级:姓名:学号:班内序号:指导教师:一.课题名称:自动增益控制电路的设计与实现二.实验目的1.了解AGC电路的原理及其应用。
2.掌握AGC电路的一种设计及实现方法。
3.提高独立设计电路和验证实验的能力。
三.实验摘要在处理输入模拟信号时,经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况。
自动增益控制电路使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。
现实广泛应用于广播电视、无线通信、光纤通信、传感器处理电路等。
本实验通过:驱动缓冲级、级联放大级、反馈级三级电路实现AGC 电路。
要求输入指标为:输入信号:0.5-50mVrms,输出:0.5-1.5mVrms,信号带宽100-5KHz关键词:自动增益控制 反馈控制 检波整流级联放大 滤波器四.设计任务要求1.基本要求:当音频输入信号在40dB 的变化范围内,输出信号的幅度变化不超过5dB 1)设计指标以及给定条件为: ·输入信号:0.5~50mVrms ;·输出信号:0.5~1.5Vrms ; ·信号带宽:100~5KHz 。
2)设计该电路的电源电路(不要求实际搭建),用PROTEL 软件绘制完整的电路原理图(SCH )及印制电路版图(PCB )。
五.设计思路和总体结构框图1.设计思路AGC 电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种,典型的反馈控制AGC 由可变增益放大器(VGA )以及检波整流控制组成,本实验中电路采用了短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法,从而简单而有效的实现AGC 功能,如图1。
图1-反馈式AGC如图2,可变分压器由一个固定电阻R 1和一个可变电阻构成,控制信号的交流振幅。
可变电阻由采用基极—集电极短路方式的双极晶体管微分电阻实现,为改变Q 1的电阻,可从一个有电压源V 2和大阻值电阻R 2组成的电流源直接向短路晶体管注入电流。
13级自动增益控制电路设计与实现要点
电子电路综合设计实验实验 4自动增益控制电路的设计与实现实验报告学院:班级:姓名:学号:班内序号:指导教师:一.课题名称:自动增益控制电路的设计与实现二.实验目的1.了解 AGC电路的原理及其应用。
2.掌握 AGC电路的一种设计及实现方法。
3.提高独立设计电路和验证实验的能力。
第1页共 12页在处理输入模拟信号时,经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况。
自动增益控制电路使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。
现实广泛应用于播送电视、无线通信、光纤通信、传感器处理电路等。
本实验通过:驱动缓冲级、级联放大级、反应级三级电路实现AGC电路。
要求输入指标为:输入信号: 0.5-50mVrms, 输出: 0.5-1.5mVrms, 信号带宽 100-5KHz关键词:自动增益控制反应控制检波整流级联放大滤波器四.设计任务要求1.根本要求:当音频输入信号在40dB 的变化范围内,输出信号的幅度变化不超过5dB1)设计指标以及给定条件为:·输入信号: 0.5 ~50mVrms;·输出信号: 0.5 ~;·信号带宽: 100~5KHz。
2)设计该电路的电源电路〔不要求实际搭建〕,用 PROTEL软件绘制完整的电路原理图〔 SCH〕及印制电路幅员〔 PCB〕。
五.设计思路和总体结构框图1.设计思路AGC电路的实现有反应控制、前馈控制和混合控制等三种,典型的反应控制AGC由可变增益放大器〔 VGA〕以及检波整流控制组成,本实验中电路采用了短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法,从而简单而有效的实现AGC功能,如图 1。
图 1- 反应式 AGC如图2,可变分压器由一个固定电阻R1和一个可变电阻构成,控制信号的交流振幅。
可变电阻由采用基极—集电极短路方式的双极晶体管微分电阻实现,为改变 Q1的电阻,可从一个有电压源 V2和大阻值电阻 R2组成的电流源直接向短路晶体管注入电流。
《高频电子线路》自动增益控制实验(AGC)
《高频电子线路》自动增益控制实验(AGC)一、实验目的1、掌握AGC工作原理。
2、掌握AGC主放大器的增益控制范围。
二、实验内容1、比较没有AGC和有AGC两种情况下输出电压的变化范围。
2、测量AGC的增益控制范围。
三、实验仪器1、1号模块 1块2、6号模块 1块3、2号模块 1块4、双踪示波器 1台四、实验原理图15-1是以MC1350作为小信号选频放大器并带有AGC的电路图,F1、F2为陶瓷滤波器(中心频率分别为4.5MHz和10.7MHz),选频放大器的输出信号通过耦合电容连接到输出插孔P4。
输出信号另一路通过检波二极管D1进入AGC反馈电路。
R14、C18为检波负载,这是一个简单的二极管包络检波器。
运算放大器U2B为直流放大器,其作用是提高控制灵敏度。
检波负载的时间常数C18•R14应远大于调制信号(音频)的一个周期,以便滤除调制信号,避免失真。
这样,控制电压是正比于载波幅度的。
时间常数过大也不好,因为那样的话,它将跟不上信号在传播过程中发生的随机变化。
跨接于运放U2B的输出端与反相输入端的电容C17,其作用是进一步滤除控制信号中的调制频率分量。
二极管D3可对U2B输出控制电压进行限幅。
W4提供比较电压,反相放大器U2A的2、3两端电位相等(虚短),等于W4提供的比较电压,只有当U2B输出的直流控制信号大于此比较电压时,U2A才能输出AGC控制电压。
图15-1 自动增益控制电路原理图(AGC)对接收机中AGC的要求是在接收机输入端的信号超过某一值后,输出信号几乎不再随输入信号的增大而增大。
根据这一要求,可以拟出实现AGC控制的方框图,如图15-2所示。
图15-2自动增益控制方框图图中,检波器将选频回路输出的高频信号变换为与高频载波幅度成比例的直流信号,经直流放大器放大后,和基准电压进行比较放大后作为接收机的增益调节电压。
不超过所设定的电压值时,直流放大器的输出电压也较小,加到比较器上的电压低于基准电压,此时环路断开,AGC电路不起控。
AGC设计报告
自动增益控制放大器(AGC)设计摘要和关键词自动增益控制一、设计任务与要求1.1设计任务设计一个AGC电路,采用单片机控制。
1.2技术指标设计指标以及给定条件为:输入信号: V iP=100mV~1V;输出信号:V OP=1V~3V;测试并记录V iP=100mV和1V时放大器的频率响应曲线(每组至少20组数据)。
测试增益控制特性曲线(V C和A u关系曲线)二、系统硬件设计2.1系统的总体设计2.2单元电路的设计(1)自动增益控制电路信号经缓冲器后进入增益放大器AD603,放大后进入峰值测量部分,得出的峰值采样后送入单片机,再由DAC输出给AD603控制放大倍数,实现自动增益控制。
(2)峰值检测电路具体原理如下:当输入电压 >0时,D1导通,D2截止,此时A1构成电压跟随器,此电压通过Rf1和R2加到A2的反相端;所以A2的输出电压为:当输入电压<0时,D1截止,D2导通,此时A1为同相放大器,有:而A2的输出电压为:综上,电路输出为:经过精密整流电路后,通过电压跟随器检测峰值。
2.3系统分析与计算电压控制增益的原理AD603的基本增益可以用下式算出:Gain (dB) = 40 VG + 10dB其中,VG是差分输入电压,单位是V,Gain是AD603的基本增益,单位是dB。
从此式可以看出,以dB作单位的对数增益和电压之间是线性的关系。
由此可以得出,只要单片机进行简单的线性计算就可以控制对数增益,增益步进可以很准确的实现。
2.4电路原理图见附录一。
三、系统软件设计3.1程序总体流程图`3.2程序清单#include <stdint.h>#include "msp430.h"#include "user.h"#include "math.h"unsigned int index;float mid,vol,vout=1.75;float results[];void ADC12_Init(){P6SEL |= BIT7;//P6SEL |= BIT6;/* ADC12CTL0 = ADC12ON+ADC12SHT0_2+ADC12SREF_0; ADC12CTL1 = ADC12SHP+ADC12CONSEQ_2;ADC12IE=BIT7;ADC12CTL0 |= ADC12ENC;*/ADC12CTL0 = ADC12SHT0_2 + ADC12ON;ADC12CTL2=ADC12RES_2;ADC12MCTL7 = ADC12INCH_7+ADC12EOS;ADC12CTL1 = ADC12SHP+ADC12CSTARTADD_7;ADC12IE = BIT7;ADC12CTL0 |= ADC12ENC;P6SEL |= BIT7;}void paixu(float *a){int i,j,t;for(j=0;j<9;j++)for(i=0;i<9-j;i++)if (a[i]>a[i+1]){t=a[i];a[i]=a[i+1];a[i+1]=t;}}void Vol(){ADC12CTL0 |= ADC12SC;__delay_cycles(100000);index=0;while(index<=8){results[index]=ADC12MEM7;index++;}paixu(results);mid=(results[4]+results[5]+results[6])/3;vol=(mid*3.61)/4096;}void main(void){// Stop WDTWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //关闭看门狗 SetVCore(3);Board_init();SFRIFG1 = 0;DAC_Init();DAC_OUT(7, 2.0);DAC_OUT(6, 1.75);__delay_cycles(100000);ADC12_Init();while(1){ADC12CTL0 |= ADC12SC;__delay_cycles(10000);index=0;while(index<=8){results[index]=ADC12MEM7;index++;}paixu(results);mid=(results[4]+results[5]+results[6])/3;vol=(mid*3.61)/4096;//vout=(2.0*log(2.0/vol)+7.0)/4.0;while(vol<=1.85){Vol();vout+=0.01;DAC_OUT(6, vout);__delay_cycles(10000);if(vout>=2.45){vout=2.45;}}while(vol>=2.15){Vol();vout-=0.01;DAC_OUT(6, vout);__delay_cycles(10000);if(vout<=0){vout=0;}}while((vol>1.85)&&(vol<2.15)){Vol();DAC_OUT(6, vout);__delay_cycles(10000);}}}四、电路的测试方案1、改变输入信号电压,观察输出信号并记录输出电压。
AGC自动增益控制电路的设计实验报告
实验报告自动增益控制电路的设计XXXXXX学院班级:XX班姓名:XXX学号:XXXXX班内序号:XX一、课题名称自动增益控制电路的设计与实现二、实验内容设计和实现一种自动增益控制(AGC)电路,当音频输入信号在40dB 的变化范围内,输出信号的幅度变化不超过5dB。
三、项目背景自动增益控制(Automatic Gain Control, AGC)电路使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法,实现这种功能的电路简称AGC 电路,该电路广泛应用于广播电视、无线通信、光纤通信、传感器处理电路等。
四、实验目的1、了解AGC 电路的原理及其应用。
2、掌握AGC 电路的一种设计及实现方法。
3、提高独立设计电路和验证实验的能力。
五、实验要求1.基本要求1)设计实现一个AGC 电路,设计指标以及给定条件为:●输入信号:0.5~50mVrms;●输出信号:0.5~1.5Vrms;●信号带宽:100~5KHz;2)设计该电路的电源电路(不要求实际搭建),用PROTEL 软件绘制完整的电路原理图(SCH)及印制电路板图(PCB)。
2.提高要求1)设计一种采用其它方式的AGC电路;2)采用麦克风作为输入,8Ω喇叭输出的完整音频系统。
3)如何设计具有更宽输入电压范围的AGC电路;4)测试AGC电路中的总谐波失真(THD)及如何有效降低THD。
3.提交电子版的材料1)采用PROTEL软件绘制的的电路原理图(SCH)及印制电路板图(PCB);2)采用PSPICE软件进行仿真的波形。
4.各级仿真波形输出六、设计思路1、电路结构框图在处理输入的模拟信号时,经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况;另外,在其他应用中,如监控系统中的多个相同传感器返回的信号中,频谱结构和动态范围大体相似,而最大波幅却相差很多。
此时,可以使用带自动增益控制的自适应前置放大器,使其增益应能随信号强弱而自动调整,以保持输出相对稳定。
AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种,典型的反馈控制AGC由可变增益放大器(VGA)以及检波整流控制组成,如图1所示:图1 反馈式AGC本实验电路使用一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法,从而相对简单而有效实现预通道AGC的功能(如图2)。
自动增益控制电路的设计与实现计划书
自动增益控制电路的设计与实现计划书1自动增益控制电路的背景与意义1.1自动增益控制电路的背景随着微电子技术、计算机网络技术和通信技术等行业的迅速发展,自动增益控制电路越来越被人们熟知并且广泛的应用到各个领域当中。
自动增益控制线路,简称AGC 电路。
它是限幅装置的一种,是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整。
当输入信号较弱时,线性放大电路工作,保证输出声信号的强度;当输入信号强度达到一定程度时,启动压缩放大电路,使声输出幅度降低,满足了对输入信号进行衰减的需要。
也就是说,AGC功能可以通过改变输入输出压缩比例自动控制增益的幅度,扩大了接收机的接受范围,它能够在输入信号幅度变化很大的情况下,使输入信号幅度保持恒定或仅在较小范围内,不至于因为输入信号太小而无法正常工作,也不至于因为输入信号太大而使接收机发生饱和或堵塞。
在电路设计中,这种线路被大量的运用,从尖端的雷达技术到日常的广播电视系统,自动增益控制无疑很好的解决了各种技术中存在的信号强度问题。
1.2自动增益控制电路的意义当输入信号电压变化很大时,保持接收机输出电压恒定或基本不变。
具体地说,当输入信号很弱时,接收机的增益大,自动增益控制电路不起作用;当输入信号很强时,自动增益控制电路进行控制,使接收机的增益减小。
这样,当接收信号强度变化时,接收机的输出端的电压或功率基本不变或保持恒定。
因此对AGC电路的要求是:在输入信号较小时,AGC电路不起作用,只有当输入信号增大到一定程度后,AGC电路才起控制作用,使增益随输入信号的增大而减少。
为实现上述要求,必须有一个能随外来信号强弱而变化的控制电压或电流信号,利用这个信号对放大器的增益自动进行控制。
由上述分析可知,调幅中频信号经幅度检波后,在它的输出中除音频信号外,还含有直流分量。
直流分量大小与中频载波的振幅成正比,也即与外来高频信号成正比。
因此,可将检波器输出的直流分量作为AGC控制信号。
2.Rb变化对Q点和电压放大倍数的影响2.1原理图图 2-12.2仿真模拟1.当Rb=3MΩ时电路图如下图2-2所示图 2-2UCEQ和Au仿真结果如下图2-3所示图 2-3 2.当Rb=3.2MΩ时电路图如下图2-4所示图 2-4 UCEQ和Au仿真结果如下图2-5所示:图 2-5 3.当信号源V1=10mv时,输出波形如下图2-6所示图 2-6 4.当信号源V1=20mv时,输出波形如下图2-7所示图 2-72.3仿真数据Rb=3MΩ和3.2MΩ时的UCEQ和Au仿真结果如下表2-1所示:表2-1 仿真数据2.4实验结论:(1)Rb增大时,ICQ减小,UCEQ增大,|Au |减小。
自动增益控制(AGC)
任务一 自动增益控制(AGC )电路任务引入 在调幅接收机接收电台信号时,由于各发射台功率有大有小,发射台离接收机的距离远近不一,无线电波传播过程中的多径效应和衰落等原因,使接收天线上感生的有用信号强度相差非常悬殊,而且往往有很大的起伏变化(约为~倍),有可能在接收微弱信号时造成某些电路(例如检波器)不能正常工作而丢失信号,而在接收强信号时造成放大电路的阻塞(非线性失真)。
为此在接收设备中几乎无例外的都必须采用自动增益控制电路,用来压缩有用信号强度的变化范围。
任务分析自动增益控制(AGC )电路的作用是能根据输入信号的电压的大小,自动调整放大器的增益,使得放大器的输出电压在一定范围内变化。
自动增益控制(AGC )电路是无线电接收设备中的重要电路,用来保证接收幅度的稳定。
它一般由电平检测器(峰值检波电路)、低通滤波器、直流放大器、电压比较器、控制电压产生器和可控增益放大器组成。
其中可控增益放大器是实现增益控制的关键。
相关知识一、自动增益控制电路(AGC )的工作原理1.AGC 的作用自动增益控制电路的作用,是在输入信号幅度变化很大的情况下,自动保持输出信号幅度在很小范围内变化的一种自动控制电路。
2.AGC 的组成框图自动增益控制电路的组成框图如图3-5-2所示。
图3-5-2 自动增益控制电路的组成框图由图可见,自动增益控制电路可以看成由反馈控制器和(控制)对象两部分组成,其中反馈控制器由电平检测器、低通滤波器、直流放大器、电压比较器和控制电压产生器组成,被控对象是可控增益放大器。
可控增益放大器的输入信号就是AGC电路的输入信号,其输出信号,其增益为增益受控制电压的控制,控制电压是由电压比较器产生的误差电压经控制电压产生器变换后得到的,增益可写成或,它是误差电压(或控制电压)的函数。
也可以直接用误差电压控制可控增益放大器的增益。
3.AGC各单元电路的功能与基本工作原理(1)电平检测器电平检测器的功能是检测出输出信号的电平值,通常由振幅检波器实现,它的输出与输入信号电平成线性关系,其输出电压为。
高性能自动增益控制_AGC_电路的设计与实现
《电测与仪表》199817总第35卷第391期高性能自动增益控制(A GC)电路的设计与实现天津大学精仪学院 张汉奇 黄战华 蔡敬忠摘要 介绍利用AD603设计的自动增益控制电路,试验结果表明:该电路增益调节范围宽,频率响应带宽高,具有良好的性能。
关键词 放大器 自动增益控制一、引 言在信号检测处理过程中,经常需要对信号电平进行调整;微弱的电信号经长线传输后,需要进行适当的补偿和校正。
自动增益控制电路在解决上述问题时具有其独特的效果。
我们利用可控增益放大器(AD603)配以适当的外围电路,用反馈控制技术实现了自动增益控制的设计电路。
该电路可广泛用于仪器仪表检测及视频信号处理等领域。
二、AD603的性能特点AD603为单通道、低噪声、增益变化范围线性连续可调的可控增益放大器。
带宽90MHz时增益变化范围为-11dB~+31dB;带宽为9MHz时为9dB~51dB。
增益变化范围可进行控制。
共有三种模式:(1)5脚与7脚断开时,增益变化范围为9dB~51dB;(2)5脚与7脚短接时,增益变化范围为-11dB~+31dB;(3)5脚与7脚之间接一电阻时,可使增益变化范围进行平移,例如5脚与7脚间接2115kΩ电阻时,增益变化范围为0dB~40dB。
其主要技术指标如下:信号输入电阻(3、4脚)100Ω峰值输入电压90MHz 峰值输出电压(R L≥500Ω)±3V 输出短路电流50mA 输出阻抗(f≤10MHz)2Ω增益控制精度(-015V≤V G≤+015V)±015dB增益控制输入电阻(1、2脚)50MΩ供电电压±5V(±5%)静态电流1215mA 值得注意的是:(1)在±5V电源供电时,最大信号输入为1Vrms(±114V峰—峰值);(2)信号输入阻抗为100Ω,在某些应用场合下,需要在输入端加一级缓冲器或预放大器用以阻抗匹配;(3)将两个AD603串联使用可扩展增益控制范围。
自动增益控制(AGC)放大器实现方案
{
if(adval>vref_t)
dac_code++;
else
dac_code--;
D=4096/dac_code/10;//占空比
}
//DAC控制函数
void dac_spi(uint dac_code)
{
uchar n;
sync=0;
sclk=1;
for(n=0;n<16;n++)
void start_ad()
{
adwr=1;
_nop_();
adwr=0;
_nop_();
adwr=1;
}
//AD读取函数
uchar get_ad()
{
P1=0xff;
adrd=1;
_nop_();
adrd=0;
_nop_();
adval=P1;
adrd=1;
return adval;
}
//CODE处理函数
{
sclk=1;
dac_code=dac_code<<1;
sdin=CY;
sclk=0;
}
sdin=1;
sync=1;
sclk=0;
delayus(10);
}
//主函数
void main()
{
uchar ad_n;
T0_init();
vref_s=0.5;
dac_code=0x0029;
pwm=0;
——得到输出电压幅值后,将adval与设定电压幅值相比较(vref_t为转化后的值,与adval直接比较),若adval>vref_t,说明输出电压幅值应该减小,增益应该减小,相应dac_code应该增大——dac_code++;反之,dac_code--。同时通过增益计算占空比。
自动增益控制电路的设计与实现
自动增益控制电路的设计与实现实验报告北京邮电大学信息与通信工程学院一:课题名称自动增益控制电路的设计与实现二:摘要及关键词1、摘要:在处理输入的模拟信号时,经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况;另外,在其他应用中,如监控系统中的多个相同传感器返回的信号中,频谱结构和动态范围大体相似,而最大波幅却相差甚多的现象。
很多时候系统会遇到不可预知的信号,导致因为非重复性事件而丢失数据。
此时,可以使用带AGC(自动增益控制)的自适应前置放大器,使增益能随信号强弱而自动调整,以保持输出相对稳定。
本实验在介绍了AGC电路的基础上,采用了一种相对简单而有效实现预通道AGC的方法,电路中使用了一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法。
2、关键词:驱动缓冲可变衰减自动增益控制电压跟随器反馈三:设计任务要求1、基本要求:1)设计实现一个AGC电路,设计指标以及给定条件为:输入信号0.5~50mVrms;输出信号:0.5~1.5Vrms;信号带宽:100~5KHz;2)设计该电路的电源电路(不要求实际搭建),用PROTEL软件绘制完整的电路原理图(SCH)及印制电路板图(PCB)2、提高要求:1)设计一种采用其他方式的AGC电路;2)采用麦克风作为输入,8Ω喇叭作为输出的完整音频系统。
3、探究要求:1)如何设计具有更宽输入电压范围的AGC电路;2)测试AGC电路中的总谐波失真(THD)及如何有效的降低THD。
四:设计思路及总体结构框架1、设计思路①该实验电路中使用了一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法,从而相对简单而有效实现预通道AGC的功能。
如下图,可变分压器由一个固定电阻R1和一个可变电阻构成,控制信号的交流振幅。
可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现为改变Q1电阻,可从一个由电压源和大阻值电阻R2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。
为防止R2影响电路的交流电压传输特性。
R2的阻值必须远大于R1.VGAInput OutputDetetor由短路三极管构成的衰减器电路②对正电流的I所有可用值(一般都小于晶体管的最大额定设计电流),晶体管Q1的集电极-发射极饱和电压小于它的基极-发射极阈值电压,于是晶体管工作在有效状态。
试验自动增益控制AGC
实验自动增益控制(AGC)一、实验目的1.了解自动增益控制的作用;2.熟悉自动增益控制的原理及其实现的方法。
二、实验仪器1. 二极管检波与自动增益控制(AGC)模块2. 中频放大器模块3. 高频信号源4. 双踪示波器5. 万用表三、实验的基本原理接收机在接收来自不同电台的信号时,由于各电台的功率不同,与接收机的距离又远近不一,所以接收的信号强度变化范围很大,如果接收机增益不能控制,一方面不能保证接收机输出适当的声音强度,另一方面,在接收强信号时易引起晶体管过载,即产生大信号阻塞,甚至损坏晶体管或终端设备,因此,接收机需要有增益控制设备。
常用的增益控制有人工和自动两种,本实验采用自动增益控制,自动增益控制简称AGC电路。
为实现AGC,首先要有一个随外来信号强度变化的电压,然后用这一电压去改变被控制级增益。
这一控制电压可以从二极管检波器中获得,因为检波器输出中,包含有直流成分,并且其大小与输入信号的载波大小成正比,而载波的大小代表了信号的强弱,所以在检波器之后接一个RC低通滤波器,就可获得直流成分。
AGC的原理如图5-1所示,这种反馈式调整系统也称闭环调整系统。
图5-1自动增益控制原理方框图自动增益控制方式有很多种,一般常用以下三种:(1)改变被控级晶体管的工作状态;(2)改变晶体管的负载参数;(3)改变级间回路的衰减量。
本实验采用第一种方式,其滤波和直流放大电路如图5-2所示:图5-2自动增益控制电路当采用AGC时,16P02应与中频放大器中的7P01相连,这样就构成了一个闭合系统。
下面我们分析一下自动增益控制的过程:当信号增大时,中放输出幅度增大,使得检波器直流分量增大,自动增益控制(AGC)电路输出端16P02的直流电压增大。
该控制电压加到中放第一级的发射极7P01,使得该级增益减小,这样就使输出基本保持平稳。
四、实验内容1.不接AGC,改变中放输入信号幅度,用示波器观察中放输出波形;2.接通AGC,改变中放输入信号幅度,用示波器观察中放输出波形;3.改变中放输入信号幅度,用三用表测量AGC电压变化情况。
高性能自动增益控制(AGC)电路的设计与实现
脚) 电位升高时 , 三极管 T 趋 向截 止 , R 的 R, T y 集 电极 电流 减小 , 致使 上的 电位 增高,
时 , 益 变 化 范 围 为 9 B~ 5 d ( ) 增 d 1 B; 2 5脚 与 7
脚短接 时. 益 变 化 范 围 为 1 d 增 1B~ +3 d 1 B;
9~ 0 13 V 5 mA 0 2
O5B d
增 箍挖制精鹰
( u5 V≤ ≤ 十 5 0.V】
圉1 电路原理 圉
( 下转第 2 页) 5
() 3 5脚 与7脚之间接 一电阻时 , 可使 增益 变化
范围进 行 平移 , 例如 5脚 与 7脚 间 接 2 1 k .5 Q
电阻 时, 益变化 范 围为 0 B 0 B 增 d ~4 d 。
共 E要技术指标 如下 :
峰 值输 人 电 压 啼值输出I 乜压 L≥ 5o 1 o ,) ( 输 出 路 电 溘 输 出 m 抗 ( 1MHz ,≤ 0 )
}, 9 5 19 .
菖 3 预 放 增 益 及 基 准 电压 设 置
沾 毕大学出 咂
收 稿 日期 :9 8 0 l 9 2一o 8
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鳊 发)
( 第2 上接 6页 ) D 0 A 6 3的 增 益减 小 ; 之 , 反 当输 出电位降 低 时, 极 管 T 趋 向导 通, R 集 三 T 2 电极 电 流 增 加 , 使 致
用可 控增 益放 大器 ( AⅨj3 配 以适 当的外 围 电 O)
三、 自动增 益控制 ( AGC 电路工作 原理 ) 图 1 采 用 A 6 3和 利 异 反 馈控 制技 术 是 D0 I 实现 的 自动增 益 控 制 电路 。A 6 3的 4脚 偏 D0
THALES监控器AGC分析报告
THALES监控器AGC分析报告电路组成原理自动增益电路(简称AGC电路)是接收机中普遍采用的一种反馈控制电路。
AGC 的作用是当输入信号强度在很大范围内变化时,保持接收机输出电平基本恒定或在一个允许小的范围内变化。
根据放大器输出等于输入与增益乘积关系,当输入变化而要使输出基本不变时,只能控制放大器的增益使其大小按上述关系作相应变化,即输入信号强时,增益减小;输入信号弱时,增益增大。
这种增益能自动跟随输入信号的强弱而变化的要求,是在电路中通过反馈环路来实现的。
环路中,反馈控制网络对输出电平的微小变化(由输入引起)进行取样检测,产生一个能反映输入变化的控制信号,并利用该信号去调节放大器的增益,从而抵消或削弱输入信号强度的变化,以保持输出基本恒定。
对AGC控制特性的要求AGC电路的增益控制特性,可用受控放大器的传输特性曲线来描述。
当输入信号ui小于气孔门限电压UiA时,AGC不起作用,这时放大器的增益最大(对应零点到A点连线的斜率)。
当输入信号较强时,其幅度超过UiA时,AGC电路起控,此时,随着ui的增强,输出电压uo将略有增大(这时为产生反馈控制电压所必须的误差),对应的增益不断减小。
当ui强到超过UiB时,由于可控增益放大器的增益达到最小值(对应零点到B点连线的斜率),AGC作用消失,这时uo将按失控方式增大。
由下式可知,在在AGC作用下,允许放大器输入电压的变化方位在UiA和UiB 之间,对应输出电压的最大变化量△Uo=Uomax-Uomin,这时受控放大器的最大电压增益和最小电压增益分别为Kumax=Uomin/UiA和Kumin=Uomax/UiB。
因此,放大器的增益控制倍数Gc可表示为在AGC电路中,Auo是由系统最佳接收或检测所限定的参数,所以要求在增益控制的范围内Auo应尽可能小,以保证输出电压的稳定。
当Auo一定时,输入信号电压的变化变化倍数就越大,要求对增益控制的倍数就越大。
对于AGC电路,除了要求控制误差小、增益控制范围大之外,还有一个响应时间的问题,即AGC的调节作用要跟得上外来信号电平的变化。
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实验报告
自动增益控制电路的设计
XXXXXX学院
班级:XX班
姓名:XXX
学号:XXXXX
班内序号:XX
一、课题名称
自动增益控制电路的设计与实现
二、实验内容
设计和实现一种自动增益控制(AGC)电路,当音频输入信号在40dB 的变化范围内,输出信号的幅度变化不超过5dB。
三、项目背景
自动增益控制(Automatic Gain Control, AGC)电路使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法,实现这种功能的电路简称AGC 电路,该电路广泛应用于广播电视、无线通信、光纤通信、传感器处理电路等。
四、实验目的
1、了解AGC 电路的原理及其应用。
2、掌握AGC 电路的一种设计及实现方法。
3、提高独立设计电路和验证实验的能力。
五、实验要求
1.基本要求
1)设计实现一个AGC 电路,设计指标以及给定条件为:
●输入信号:0.5~50mVrms;
●输出信号:0.5~1.5Vrms;
●信号带宽:100~5KHz;
2)设计该电路的电源电路(不要求实际搭建),用PROTEL 软件绘制完整的电路原理图(SCH)及印制电路板图(PCB)。
2.提高要求
1)设计一种采用其它方式的AGC电路;
2)采用麦克风作为输入,8Ω喇叭输出的完整音频系统。
3)如何设计具有更宽输入电压范围的AGC电路;
4)测试AGC电路中的总谐波失真(THD)及如何有效降低THD。
3.提交电子版的材料
1)采用PROTEL软件绘制的的电路原理图(SCH)及印制电路板图(PCB);
2)采用PSPICE软件进行仿真的波形。
4.各级仿真波形输出
六、设计思路
1、电路结构框图
在处理输入的模拟信号时,经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情
况;另外,在其他应用中,如监控系统中的多个相同传感器返回的信号中,频谱结构和动态范围大体相似,而最大波幅却相差很多。
此时,可以使用带自动增益控制的自适应前置放大器,使其增益应能随信号强弱而自动调整,以保持输出相对稳定。
AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种,典型的反馈控制AGC由可变增益放大器(VGA)以及检波整流控制组成,如图1所示:
图1 反馈式AGC
本实验电路使用一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法,从而相对简单而有效实现预通道AGC的功能(如图2)。
可变分压器由一个固定电阻R1和一个可变电阻构成,控制信号的交流振幅。
可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶
体管微分电阻实现为改变Q1电阻,可从一个由电压源Vreg和大阻值电阻R2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。
为防止R2影响电路的交流电压传输特性。
R2的阻值必须远大于R1。
图2 由短路三极管构成的衰减器电路
对于输入Q1集电极的正电流的所有可用值,Q1的集电极-发射极饱和电压小于它的基极-发射极阈值电压,于是晶体管工作在有效状态,其VI特性曲线如图3所示。
可以看出,短路晶体管的微分电阻与流过的直流电流成反比,即器件的微分电导直接与电流成正比。
在工作状态下,共射极连接的双极型晶体管的电流放大系数一般在100或100以上,在相当大的电流范围内,微分电阻都正确地遵守这一规则。
图中所示的晶体管至少可以在五个十倍程范围内控制微分电阻,即控制幅度超过100dB。
图3 短路晶体管相应的微分电阻图V-I特性曲线
2、驱动缓冲电路
(1)输入缓冲极,其设计电路图如图4所示;
输入信号VIN驱动缓冲极Q1,它的非旁路射极电阻R3有四个作用:
①它将Q1的微分输出电阻提高到接近公式(1)所示的值。
该电路中
的微分输出电阻增加很多,使R4的阻值几乎可以唯一地确定这个输出电阻。
R D1≈rbe+(1+βrce/rbe)(R3//rbe)(1)
②由于R3未旁路,使Q1电压增益降低至:
AQ1=-βR4/〔rbe+(1+β)R3〕≈-R4/R3(2)
③如公式(2)所示,未旁路的R3有助于Q1集电极电流-电压驱动的线性
响应。
④Q1的基极微分输入电阻升至R dBASE=rbe+(1+β)R3,与只有rbe相比,它
远远大于Q1的瞬时工作点,并且对其依赖性较低。
图4 输入缓冲级电路
3、直流耦合互补级联放大电路
直流耦合互补级联放大部分,电路图如图5所示;
该部分利用直流耦合将Q2与Q3进行级联,构成互补放大器,在电路中对信号起到大部分的放大作用。
图5 直流耦合互补级联放大电路
4、AGC反馈电路
AGC反馈电路如图6,其中R4构成可变衰减器的固定电阻,类似于图2中的电阻
R1,而Q6构成衰减器的可变电阻部分。
Q5为Q6提供集电极驱动电流,Q5的共射极结构只需要很少的基极电流。
电阻R17决定了AGC的释放时间。
电阻R19用于限制通过Q5和Q6的最大直流控制电流。
D1和D2构成一个倍压整流器,从输出级Q4提取信号的一部分,为Q5生成控制电压。
电阻R15决定了AGC的开始时间。
当输入信号变大时,输出跟着增大,Q6的微分电阻就会跟这变小,输入进入放大级的信号就会变小,是输出减小;反之输入变小时,输出自动变大。
从而实现自动增益控制功能。
图6 AGC反馈电路
完整的AGC电路图如图7所示,有效的AGC范围为0.5~50mv输入电压,在这个输入范围内,输出信号电压范围0.5~1.5V, 信号带宽0.1~5kHz.
图7 完整的AGC电路图
七、实验仪器及元器件
1、实验仪器:
示波器,毫伏表,函数信号发生器,直流稳压电源,万用表
2、实验元件:
面包板(1个),三极管(S8050五个,S8550一个),二极管(1N4148两个),电阻若干,电解电容若干,瓷片电容若干,导线
八、实现功能说明
1、功能的实现:
输入的信号范围在0.5~50mVrms时,经过输入缓冲级,直流耦合互补级联放大信号(提供大部分增益),经过射极跟随器,接输出端同时引反馈回去到放大级前端,反馈由具有倍压整流作用的D1、D2和可变衰减器,对不同的输入信号,反馈信号大小不一样,使经输入缓冲级放大电路放大的信号与反馈信号叠加,叠加后的信号幅度在很小的范围波动,再经过放大,使输出电压0.5~1.5Vrms,信号带宽满足覆盖0.1~5KHz的要求,实现了自动增益控制。
2、实现方法:
利用控制变量法,将输入信号的有效值从0.5mV逐渐提高到50mV,信号带宽从0.1kHz逐渐变到5kHz, 用示波器记录输入输出波形,用交流毫伏表测量输出有效值。
3、实验数据表格:
由测出的数据可见,在实验要求的频段内,当输入信号从0.5mVrms变化到50mVrms时,输出大约只是从600mVrms变化到850mVrms,输入变化了100倍,而输出仅增大了约1.4倍,即在输入电压在规定的范围内大幅波动时,输出电压在规定的范围内以很小幅度波动,实现了自动增益控制的功能,符合设计的要求。
九、故障及问题分析
1、在连接好电路第一次测量的时候,示波器没有波形,经检查比照电路,发现是反馈级的二极管连接有误;需要注意正负极区分;
2、第一次测出的波形输出较大,偏出了范围,根据放大原理,更换了几个电阻阻值之后就可以正常实现功能了;
十、总结和结论
本次实验的主要难点在于电路的连接复杂,需要事先熟知面包板的使用方法及电路的构成,这次自动增益控制电路的设计由于课本中以给出参考,可以直接连接完成,但是需要根据实际情况适当修改电阻等元器件;另外,在搭建电路之前,最好先做一个multism 的电路仿真,以确定电阻值的正确使用;还需要注意的是PNP,NPN三极管的各引脚分别代表的哪个级,以及二极管,电容的正负极区分;面包板在使用时必须注意上下两行的中间是断开的,需要用一根导线连接起来,否则整个横排是不可以作为电源或地线的。
十一、multism绘制的电路原理图
信号发生器
示波器输出波形
十二、参考文献
电子测量与电子电路实践,科学教育出版社
通信电子电路,高等教育出版社
电子电路基础,高等教育出版社
实际电路板。