自动增益控制的原理图

一种自动增益控制放大器的设计摘要：本文介绍了一种自动增益控制放大器的设计方法，该方法采用反馈电路实现自动增益控制，使放大器在输入信号强度变化时保持输出信号稳定。

设计中采用了MOSFET管和电容的组合连接方式，使放大器具有高增益和低噪声系数，同时实现了高稳定性和可靠性。

实验结果表明，该自动增益控制放大器具有优良的性能，适用于信号放大和处理的多种应用场景。

关键词：自动增益控制；放大器设计；反馈电路；MOSFET管；电容连接；稳定性正文：1.引言随着科技的不断发展，信号处理技术在通信、电子、计算机等领域得到了广泛应用。

在众多信号处理技术中，信号放大是其中的重要环节之一。

而自动增益控制放大器是实现信号放大的重要器件之一。

它可以在输入信号强度变化时自动调整增益，使输出信号稳定。

因此，本文提出了一种自动增益控制放大器的设计方法，旨在提高放大器的性能和稳定性，并适用于多种信号处理场景。

2.设计原理自动增益控制放大器的设计原理是基于反馈电路实现自动调节增益。

如图1所示，当输入信号Uin经过放大器后，产生的输出信号Uout被反馈到放大器的控制端A处，与输入信号进行比较，产生一个误差电压Ue。

该误差电压被输入到一个控制器中进行处理，控制器通过调节放大器的增益，使误差电压接近于0，从而实现自动增益控制。

图1 自动增益控制放大器原理图在设计中，我们采用了MOSFET管和电容的组合连接方式，如图2所示。

MOSFET管可以提供高增益和低噪声系数，电容与MOSFET管的组合连接方式可以提供稳定性。

此外，在设计中还考虑了放大器的输出阻抗和带宽等因素，使放大器的性能更加优良。

图2 自动增益控制放大器组合连接示意图3.实验方法为验证设计的可行性和有效性，我们进行了一系列实验。

实验中，我们利用模拟电路软件对自动增益控制放大器进行模拟分析，并对其输出信号进行测量分析。

实验结果表明，该放大器具有优良的性能和稳定性。

4.实验结果与分析实验结果显示，该自动增益控制放大器在不同频率和输入信号强度下均能达到稳定的输出信号。

自动增益控制电路前言在通信、导航、遥测遥控系统中，由于受发射功率大小、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接收机饱和或阻塞，而信号太弱时又可能被丢失。

因此，必须采用自动增益控制电路，使接收机的增益随输入信号的强弱而变化。

这是接收机中几乎不可缺少的辅助电路。

在发射机中或其他电子设备中，自动增益控制电路也有广泛的应用。

一、工作原理1.电路组成与框图自动增益控制电路是一种在输入信号变化很大的情况下，通过调节可控增益放大器的增益，使输入信号幅值基本恒定或仅在小范围内变化的一种电路，其组成方框图如下: 输入信号振幅为，输出信号振幅为,可控放大器增益为，即其是控制信号的函数，则有:= ()2.比较过程在AGC电路里，比较参量是信号电平，所以采用电压比较器。

网络由电平检测器、低通滤波器和直流放大器组成。

反馈网络检测出信号振幅电平(平均电平或峰值电平)，滤去不需要的较高频率分量，然后进行适当放大后与恒定的参考电平比较，产生一个误差信号。

控制信号发生器在这里可看作是一个比例环节，增益为k 。

若减小而使减小时，环路产生的控制信号将使增益1增大，从而使趋于增大。

若增大而使增大时，环路产生的控制信号将使减小，从而使趋于减小。

无论何种情况，通过环路反馈不断地循环反馈，都应该使输出信号振幅保持基本不变或仅在较小范围内变化。

,.滤波器的作用环路中的低通滤波器是非常重要的。

由于发射机功率变化，距离远近变化，电波传播衰落等引起信号强度的变化是比较缓慢的，所以整个环路应具有低通传输特性，这样才能保证仅对信号电平的缓慢变化有控制作用。

尤其当输入为调幅信号时，为了使调幅波的有用幅值变化不会被自动增益控制电路的控制作用所抵消(此现象称为反调制)，必须恰当的选择环路的频率响应特性，使对高于某一频率的调制信号的变化无响应，而仅对低于这一频率的缓慢变化才有控制作用。

自动增益控制的工作原理
自动增益控制(AGC)是一种可以根据输入信号强度自动调节放大倍数的技术,广泛应用于通信系统中。

其工作原理可以从以下几个方面阐述:
1. AGC的作用
AGC的主要作用是在信号传输链路上的不同节点之间自动调节信号的增益,以抑制信号的动态范围,使信号保持在后级电路的适用输入水平,既防止因信号过大而造成失真,也防止信号过小下降至噪声水平。

2. AGC的关键部件
一个AGC系统主要包含检波器、放大器、反馈环路三个部分。

检波器检测输入信号强度;放大器提供可变增益;反馈环路将检波器输出作为控制信号调节放大器增益。

3. AGC的工作原理
当输入信号增大时,检波器输出增加,经过反馈环路后控制放大器减小增益;当输入信号减小时,放大器增益增加以补偿信号损失。

这样就实现了输出信号振幅的动态范围压缩。

4. AGC放大器的实现
AGC放大器的增益控制可以通过改变放大管的偏置电流,或者使用可变电阻调节反馈网络来实现。

也可以采用FET来构建可变增益放大器。

5. AGC的增益控制特性
一个理想的AGC系统应具有快速响应速度、足够大的动态范围、低噪声和小失真等特性。

对控制电路和反馈环路的精心设计可以优化这些指标。

6. AGC的应用
无线通信系统中广泛使用了AGC技术,对输入的高频信号进行精准控制。

它也应用在音频放大器中进行音量自动控制。

还可以用在雷达接收机的前端进行回波增益控制。

总之,AGC技术对于保证通信系统信号稳定至关重要。

随着科技的进步,AGC控制的性能也在不断提升和完善。

《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。

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。

自动增益控制电路原理自动增益控制（Automatic Gain Control，AGC）电路是一种能够自动调整信号增益的电路，用于控制信号的幅度范围，使信号能够适应不同的输入信号强度。

AGC电路的主要原理是根据输入信号的强度进行自适应的增益控制，使其输出信号的幅度保持在一个合适的范围内。

它通常被广泛应用于无线通信、音频处理以及图像处理等领域。

AGC电路的基本结构包括一个检测器、一个控制电路和一个可变增益放大器。

输入信号首先经过检测器，检测器的作用是将输入信号转换为直流电压。

检测器可以采用整流器、平均功率检测器、均方根检测器等不同的形式。

检测器输出的直流电压与输入信号的强度成正比。

控制电路根据检测器输出的直流电压，生成一个控制信号，用于控制可变增益放大器的增益。

当输入信号强度较弱时，控制电路会增大增益，使输出信号的幅度增加；当输入信号强度较强时，控制电路会减小增益，使输出信号的幅度降低。

通过这样的控制方式，输出信号的幅度可以保持在一个较为稳定的范围内。

AGC电路的实现可以采用模拟电路或数字电路。

在模拟电路中，可变增益放大器通常采用可调电阻、可调电容或者可调电感等元件来实现。

而在数字电路中，可变增益放大器可以通过数字信号处理器（DSP）来实现。

数字电路的实现可以提供更高的精度和灵活性。

AGC电路可以有效地解决信号强度变化带来的问题。

它能够在信号强度较弱时提升增益，使得弱信号也能够被正常接收或处理；在信号强度较强时降低增益，避免信号过载，从而保证输出信号的质量。

AGC技术可以应用于各种不同的领域，例如无线通信系统中的射频前端，音频系统中的音量控制，以及图像系统中的亮度控制等。

总之，自动增益控制（AGC）电路是一种能够根据输入信号强度自动调整增益的电路。

它通过检测器、控制电路和可变增益放大器的组合来实现对信号幅度的控制，使得输出信号能够适应不同的输入信号强度。

AGC技术在无线通信、音频处理和图像处理等领域中有着广泛的应用。

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。

一种性能优良结构简单的 AGC 电路许多应用类电子装置中都需要自动增益控制电路。

自动增益控制电路的功能是在输入信号幅度变化较大时,能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小范围内变化的特殊功能电路，简称为 AGC 电路。

AGC 电路的基本原理是随着输入信号幅度的变化产生一个相应变化的直流电压 (AGC 电压 ) ,利用这一电压去控制一种可变增益放大器的放大倍数（或者控制一种可变衰减电路的衰减量 ) :当输入信号幅度较大时 AGC 电压控制可变增益放大器的放大倍数减小 ( 或者增大可变衰减电路衰减量），当输入信号幅度较小时 AGC 电压控制可变增益放大器的放大倍数增加（或者减小可变衰减电路衰减量） .显然，这种自动增益控制可以达到输出信号幅度基本稳定的目的。

增益可调的运算放大器 ( 如 AD603) 常被用在 AGC 电路中，但是这一类器件不仅价格高,而且市面上难以买到.经过多次试验，笔者使用普通元件设计出了一种成本低廉、性能优良、结构简单的 AGC 电路。

原理见图 1 .图 1 中，输入信号经电阻 R1 、 R2 分压后送往运放 F1 的同相输入端，二极管 VD 对运放 F1 的输出信号整流后，经过一个π形滤波电路得到一个负向的 AGC 电压，这一电压经运放 F2 放大后送往场效应管 3DJ6 的栅极。

当输入信号的幅值较大时，相应地得到了较大的 AGC 电压，运放 F2 输出较大的负压至场效应管 3DJ6 的栅极，增大了场效应管 3DJ6 的源漏极间的电阻，从而减小了运放 F1 的放大倍数｛输入信号的幅度进一步加大时，场效应管 3DJ6 的源漏极间的电阻也会进一步加大,使运放 F1 的放大倍数进一步减小……直至场效应管 3DJ6 的源漏极被完全夹断,这时运放 F1 失去放大能力成了电压跟随器。

反之，当输入信号的幅值较小时， AGC 电压也很小，运放 F2 输出也小,场效应管 3DJ6 的源漏极问的电阻很低，使运放 Fl 得到较大的放大倍数，从而在 F1 的输出端可以得到幅值较大的信号。

开环增益与闭环增益的基本原理1. 自动控制系统概述自动控制是一种通过测量并比较被控对象的输出与期望输出来实现对被控对象的控制的过程。

当输出不符合期望时，控制器会对输入发出调节信号，以使输出趋近于期望值。

自动控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。

2. 开环控制系统在开环控制系统中，控制器输出信号不依赖于被控对象的实际输出情况。

开环控制系统的输出信号仅根据输入信号进行调整，无法对被控对象的实际输出进行反馈调节。

开环控制系统的特点是简单、实时性强，但对被控对象变化不敏感，容易受到外部干扰的影响。

开环控制系统主要用于对被控对象的特性已经非常清楚，且外部干扰影响较小的情况下进行控制。

3. 开环增益开环增益是指开环控制系统中输入与输出的关系。

它表示了系统输出与输入之间的比例关系。

开环增益越大，表示输入对输出的影响越大。

以一个简单的电路为例，开环增益可以表示为输入电压与输出电压之间的比例关系。

如果输入电压为Vin，输出电压为Vout，开环增益可以表示为开环增益K乘以输入电压Vin，即Vout = K * Vin。

开环增益K可以通过电路的参数来确定，例如放大器的放大倍数。

4. 闭环控制系统闭环控制系统通过对被控对象的输出进行反馈，实现对输出进行调节，使其趋近于期望值。

与开环控制系统相比，闭环控制系统具有更高的精度和稳定性，能够对被控对象的实际输出进行监测和调整。

闭环控制系统的特点是反馈环节可以提高系统的鲁棒性，减小外部干扰的影响，但系统复杂度较高。

闭环控制系统的基本组成部分包括被控对象、传感器、控制器和执行器。

被控对象是需要被控制的物理系统，传感器用于测量被控对象的输出，控制器根据测量结果计算控制信号，执行器根据控制信号对被控对象进行控制。

5. 闭环增益闭环增益是指闭环控制系统中输出与输入之间的比例关系。

闭环增益不仅取决于开环增益，还取决于反馈环节对输入进行调节的能力。

闭环增益可以表示为输出与输入之间的比例关系，即输出与输入的比值。

电子电路综合设计实验实验5 自动增益控制电路的设计与实现实验报告信息与通信工程学院班姓名：学号：班内序号：课题名称：自动增益控制电路的设计与实现一、摘要自动增益控制电路（简称AGC）实现了在输入模拟信号幅度变化较大或者有不可预知的信号干扰时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小范围内变化的功能。

本实验通过采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。

自动增益控制电路已广泛用于接收机、录音机、信号采集系统、雷达、广播、电视系统中，以及在无线通信、光纤通信、卫星通信等通信系统也有着非常广泛的应用。

关键词：模拟电子电路，反馈，AGC，自动增益控制。

二、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。

三、设计思路与总体结构框图1）AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器及检波整流控制组成（如图）。

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）。

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。