自动增益控制电路

自动增益控制电路 课程 高频电子技术 章节 7.2节 教 师 王建国 审批 课题 自动增益控制电路 课时 2 授课日期 授课班级 1、 掌握反馈控制电路的组成、作用和分类。 教学目的 2、 了解自动增益控制电路的应用。 3、 掌握AGC电路的组成、工作原理及性能分析。 与要求 重点 自动增益控制电路的基本工作原理。 难点 自动增益控制电路的基本工作原理。 授课类型 讲练 教 具 多媒体 作 业 教材150页第5-2-3题 教学进程和时间分配表(可略去，直接填写教学内容) 序号 教 学 内 容 时间分配 1 复习鉴频器。 10 提问 2 反馈控制电路的组成、作用和分类。 25 讲授 3 自动增益控制电路应用。 20 讲授 4 AGC电路的组成、工作原理及性能分析。 25 讲授 5 课堂练习 10 提问 教学内容: 一、反馈控制电路 在现代通信系统和电子设备中,为了提高技术性能指标,或者实现某些特定的要求,广泛地采用了各种反馈控制电路。 众所周知，负反馈放大器就是反 馈控制电路的典型实例。由右图所示 负反馈放大器的方框图可以看出，放 大器的输出信号通过反馈网络反馈 到其输入端，若与输入信号相减，称 为负反馈，这时，放大器的净输入信号为原输入信号与反馈信号之差。 显然，当输出电压增大时，则反馈电压也增大，反馈信号与输入信号相减后，使实际输入信号减小，从而减小了放大器的输出电压，使输出电压幅度保持不变，进而提高了电路的稳定性。 可见，反馈控制电路的作用是利用反馈信号与原输入信号进行比较，进而输出一个比较信号对系统的某些参数进行修正，从而提高系统的性能。利用负反馈改善放大器的性能，带来的好处是众所周知的。例如，一个串联电压负反馈放大器可以使放大器电压增益稳定，通频带展宽，非线性失真减小等。 一般来说，反馈控制系统通常由4部分组成，即比较器、控制信号发生器、可控器件和反馈网络。其组成框图如下图所示。 比较器的作用是将输入信号u(t)与反馈信号u(t)进行比较，输出一个误差if 信号u(t)，然后送入控制信号发生器产生一个控制信号u(t)，由控制信号对受Dc 控件的某一特性进行控制。 反馈网络的作用是从受控信号中提取进行比较的分量并送比较器。整个反馈控制系统是一个闭环系统，通过不断地反馈、比较, 输出控制信号，从而对受控器件的特性进行修正，使系统性能优良并达到稳定状态。 如果系统中需要比较的参量是电压或电流，则称之为自动增益控制电路;如果比较的参量为频率，则称之为自动频率控制电路; 如果比较的参量是相位，则称之为自动相位控制电路，又称为锁相环路，它是应用最广泛的一种反馈控制电路。 二、自动增益控制电路 自动增益控制电路(AGC电路)是接收机的重要辅助电路之一。其主要功能是根据输入信号电平的大小，调整接收机的增益，从而使输出信号电平保持稳定。 自动增益控制电路的使用具有重要的实际意义。因为在各种通信系统中，由于受发射机功率、收发距离远近、电波传播衰落等各种因素的影响，接收机所接收的信号强弱变化范围很大，信号最强时与最弱时可相差几十分贝。 如果接收机增益不变，则信号太强时会造成饱和和阻塞，而信号太弱时又可能丢失。我们希望接收机的增益能随输入信号的强弱而变化，信号强时，则增益低;信号弱时，则增益高。因此，对于强弱经常变化的信号采用自动增益控制，不失为一种很好的选择。 三、AGC电路的组成、工作原理及性能分析 AGC电路的组成如下图所示。它包含有可控增益电路、电平检测电路、滤波器、比较器和控制信号产生器。 1.电平检测电路 电平检测电路的功能就是检测出输出信号的电平值。它的输入信号就是AGC电路的输出信号，可能是调幅波或调频波，也可能是声音信号或图象信号。这些信号的幅度也是随时间变化的，但变化频率较高，至少在几十赫兹以上。而其输出则是一个仅仅映其输入信号电平的信号，如果其输入信号的电平不变，那么电平检测电路的输出信号就是一个脉动电流。一般情况下，电平信号的变化频率较低，如几赫兹左右。通常电平检测电路是由检测器担任。 2.滤波器(如图为RC积分滤波器) 对于以不同频率变化的电平信号，滤波器将 有不同的传输特性。用此可以控制AGC电路的响 应时间。也就是决定当输入电平以不同的频率变 化时输出电平将怎样变化。 3.比较器 将给定的基准电平U与滤波器输出的u进行比较，输出误差信号为u。 rfe4.控制信号产生器 控制信号产生器的功能是将误差信号变换为适于可变增益电路需要的控制信号。这种变换通常是幅度的放大或极性的变换。有的还设置一个初始值，以保证输入信号小于某一电平时，保持放大器的增益最大。 5.可控增益电路 可控增益电路能在控制电压作用下改变增益。要求这个电路在增益变化时，不使信号产生线性或非线性失真。同时要求它的增益变化范围大，它将直接影响AGC系统的增益控制倍数n。所以，可控增益电路的性能对整个AGC系统的技术指标影响是很g 大的。 以上说明了AGC电路的组成及各部件的功能。但是，在实际AGC电路中并不一定都包含这些部分。 AGC电路可以分为简单AGC电路和延迟AGC电路两种。 6.下图为AGC电路在调幅收音机中应用的方框图: 6.AGC电路可以分为:简单AGC电路和延迟AGC电路 (1)简单AGC电路特点:只要有输入信号，AGC电路就会起作用:输入信号强，AGC作用会使增益下降大;输入信号弱，AGC电路会使增益下降小。 (2)延迟AGC电路特点:其克服了简单AGC电路的缺点，在延迟AGC电路里，有一门限电压。只有输入信号大于这个门限电压，AGC电路才其作用。 四、放大器的增益控制 1.利用控制放大器本身的参数改变增益 利用控制放大器本身的参数改变增益的方法有改变发射极电流，改变放大器负载，改变差分电流分配比以及改变负反馈等多种形式。 ?改变发射极电流I e 正向传输导纳|Y|与晶体管的工作点有关，改变发射极 fe (或集电极电流)电流就可以使|Y|随之改变，从而达到控制放大器增益的目的。 fe ?改变放大器的负载 放大器的增益与负载Y有关，调节Y也可以实现对放大器增益的控制。 LL ?改变电流分配比 利用电流分配法来控制放大器的增益，其优点是:放大器的增益受控时，只是改变了VT1和VT2的电流分配，对VT3没有影响。 2.利用在放大器级间插入可控衰减器改变增益 在放大器各级间插入由二极管和电阻网络构成的电控衰减器来控制增益，是增益控制的一种较好的方法。 简单的二极管电控衰减器如下图所示。电阻R和二极管VD的动态电阻r构成一d个分压器。当控制电压u变化时，r随着变化，从而改变分压器的分压比。 pd