自动增益放大器资料

程控增益调整放大器AD603中文资料datasheet pdf越人的程控增益调整放大器AD603中文资料(datasheet,pdf)AGC电路常用于RF/IF电路系统中，AGC电路的优劣直接影响着系统的性能。

因此设计了AD603和AD590构成的3~75dBAGC电路，并用于低压载波扩频通信系统中的数据集中器。

在很多信号采集系统中，信号变化的幅度都比较大，那么放大以后的信号幅值有可能超过A/D转换的量程，所以必须根据信号的变化相应调整放大器的增益。

在自动化程度要求较高的系统中，希望能够在程序中用软件控制放大器的增益，或者放大器本身能自动将增益调整到适当的范围。

AD603正是这样一种具有程控增益调整功能的芯片。

它是美国ADI公司的专利产品，是一个低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系，压摆率为275V/μs。

管脚间的连接方式决定了可编程的增益范围，增益在-11~+30dB时的带宽为90Mhz，增益在+9~+41dB时具有9MHz带宽，改变管脚间的连接电阻，可使增益处在上述范围内。

该集成电路可应用于射频自动增益放大器、视频增益控制、A/D转换量程扩展和信号测量系统。

AD603的特点、内部结构和工作原理(1)AD603的特点AD603是美国AD公司继AD600后推出的宽频带、低噪声、低畸变、高增益精度的压控VGA芯片。

可用于RF/IF系统中的AGC电路、视频增益控制、A/D范围扩展和信号测量等系统中。

(2)ad603引脚排列是、功能及极限参数AD603的引脚排列如图1所示，表1所列为其引脚功能。

图1AD603引脚图●电源电压Vs:±7.5V;●输入信号幅度VINP:+2V;●增益控制端电压GNEG和GPOS:±Vs;●功耗:400mW;●工作温度范围;AD603A:-40℃~85℃;AD603S:-55℃~+125℃;●存储温度:-65℃~150℃(3)AD603内部结构及原理AD603内部结构图如图2所示。

第31卷 第4期 苏州市职业大学学报 V ol .31，No .42020年12月 Journal of Suzhou V ocational University Dec . ，2020基于VCA810的自动增益控制放大器的设计与实现王书立a ，王勤宏b(苏州市职业大学 a .艺术学院；b .计算机工程学院，江苏 苏州 215104)摘 要： 以STM32F103RET6和VCA810为核心部件，辅以分级处理模块、测频模块、键盘输入模块、LCD 显示模块及话筒输入模块等组成一个自动增益控制放大器。

当输入音频信号频率在100 Hz~10 kHz 、幅度在10 mV~5 V 时，该系统可通过STM32F103RET6调节VCA810的压控电压，实现放大器输出幅度的保持、步进式调节和任意设定等功能，并能够根据环境噪声的改变自动调节放大器的输出幅度。

该设计适用于各种接收机、录音机和信号采集系统。

关键词：自动增益控制；放大器；STM32F103RET6；VCA810中图分类号：TN702 文献标志码：A 文章编号：1008-5475(2020)04-0030-06Design and Realization of Automatic Gain Control Amplifier Based on VCA810WANG Shuli a ，WANG Qinhong b（a .School of Fine Art ；b .School of Computer Engineering ，Suzhou Vocational University ，Suzhou 215104，China)Abstract ：Taking STM32F103RET6 and VCA810 as the core components ， the paper presents an automatic gain control amplifier composed of hierarchical processing module ， frequency measurement module ， keyboard input module ， LCD display module ， microphone input module ， and etc . When the frequency of input audio signal varies between 100 Hz and 10 kHz ， with the amplitude within the scope of 10 mV ~ 5 V ， this system is capable of maintaining ， step modulating ， and setting the output amplitude of the amplifier through adjusting the voltage of VCA810， which is controlled by STM32F103RET6. Furthermore ， the output amplitude of the amplifier can also be adjusted automatically according to ambient noises ， which makes it suitable for the application in receiver ， recorder and signal acquisition system .Keywords ：automatic gain control ；amplifier ；STM32F103RET6；VCA810DOI ：10.16219/j .cnki .szxbzk .2020.04.007收稿日期：2020-09-02作者简介： 王书立(1969—)，男，黑龙江鸡西人，助理实验师，主要从事实验技术研究。

自动增益算法自动增益算法：优化信号处理的利器在现代通信和信号处理领域，自动增益算法（Automatic Gain Control，简称AGC）是一项重要的技术。

它的作用是根据输入信号的强度自动调整放大器的增益，以确保输出信号在一个合适的范围内，既不过大导致失真，也不过小导致信号丢失。

本文将探讨自动增益算法的原理、应用以及未来的发展方向。

一、自动增益算法的原理自动增益算法的核心原理是负反馈控制。

当输入信号强度较弱时，放大器的增益会被自动调高，以提高信号的强度。

相反，当输入信号强度较强时，放大器的增益会被自动调低，以避免信号过载。

这种自动调整增益的机制可以保证输出信号始终在一个合适的范围内，从而提高信号的质量和可靠性。

二、自动增益算法的应用1. 无线通信系统在无线通信系统中，自动增益算法被广泛应用于接收端。

由于无线信号的传播距离和环境干扰的不确定性，输入信号的强度可能会有很大的变化。

通过自动增益算法，接收端可以根据实时的信号强度来调整增益，以保证信号的稳定性和可靠性。

2. 音频处理在音频处理领域，自动增益算法可以用于音频信号的动态范围控制。

通过自动调整增益，可以避免音频信号过强导致失真，或者过弱导致听不清楚。

这在音频设备、音乐制作和广播等领域都有广泛的应用。

3. 图像处理在图像处理中，自动增益算法可以用于增强图像的对比度。

通过根据图像的亮度分布自动调整增益，可以使得图像的细节更加清晰，同时保持图像的动态范围。

三、自动增益算法的发展方向随着科技的不断进步，自动增益算法也在不断发展和改进。

以下是一些可能的发展方向：1. 自适应增益控制目前的自动增益算法主要是基于固定的增益控制策略。

未来的发展方向之一是开发更加智能和自适应的增益控制算法。

这些算法可以根据输入信号的特性和环境条件，动态地调整增益，以适应不同的应用场景。

2. 多通道增益控制在一些复杂的信号处理系统中，可能存在多个通道同时处理不同的信号。

未来的发展方向之一是研究多通道增益控制算法，以实现更加精确和灵活的信号处理。

自动增益控制放大器--设计文档一、设计要求设计一个根据输入信号及环境噪声幅度自动调节音量的自动增益控制音响放大器。

（1）放大器输入端从mp3或信号源输入音频（100Hz~10kHz）信号，输出端带600Ω负载或驱动8Ω喇叭（2~5W）。

（2）当输入信号幅度在10mV~5V间变化时，放大器输出默认值保持在2V±0.2V内，波动越小越好。

（3）能够显示输入信号幅度大小及频率高低。

（4）能够在1V~3V范围内步进式调节放大器输出幅度，步距0.2V。

（5）能够根据环境噪声调整自动调节放大器输出幅度。

二、系统框图三、设计说明1)系统说明本系统以AD603为核心芯片，2片AD603级联，控制器采用32位的STM32作为主控芯片。

因为AD603的输入电压不超过2V，所以先对输入信号进行5倍的衰减，然后送入AD603的输入端。

同时，对输入信号进行幅值与频率的采样，将输入信号通过峰值检波电路得出幅值送入ADC采样，显示出幅值。

因为信号含有负电压，所以利用加法器将输入信号提高，送入ADC采样得出频率，通过频谱显示出来。

输出信号的采集也与输入信号相同。

AD603的增益与控制电压关系满足G(dB)=80Vg+20，同时它的输出电压最大不超过2V，我们设定AD603最大增益时输出1.5V，后级加一个固定放大倍数为2的功放，同时可实现功率的放大。

通过上面的公式可求出稳定在2V或者1~3V内步进可调时的控制电压，进而求出增益。

同时，我们加入闭环反馈系统，通过检测实际输出电压与预设值的比较，来自动调整增益，达到稳定输出电压的作用。

后级功率放大采用集成功放，同时可放大电压。

运用集成运放电路简单同时带负载能力强。

在AD603的前级与功放前级加入电压跟随器，一是用作输入缓冲，二是起到前后级隔离，减小干扰。

2）模块说明分压电路分压电路由一个4k与一个1k精密电阻构成，将输入信号衰减5倍，输入信号幅值变为2mV~1V，这样输入信号小于AD603的最大输入电压，可以将输入信号送入AD603。

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。

增益自动切换电压放大器-实验报告
本次实验使用的是一款增益自动切换电压放大器，其特点是可以根据输入信号的大小
自动调节放大倍数。

在实验中，我们将这款电压放大器接入一个函数信号发生器和一个示
波器，并对其进行测试和分析。

首先，我们将函数信号发生器的输出信号通过BNC线缆接入放大器的输入端口，并将
示波器通过同样的方式接入放大器的输出端口。

在函数信号发生器中，我们设置了一个正
弦波信号，其频率为1kHz，峰峰值为1V。

在实验中，我们通过改变函数信号发生器的输出峰峰值，观察放大器的输出信号变化。

结果显示，当输入信号较小时，放大器会自动调节放大倍数，使得输出信号的峰峰值较接
近1V；而当输入信号较大时，放大器会自动减小放大倍数，避免输出信号过大。

我们还测试了不同频率下放大器的表现。

在这个实验中，我们依次设置了正弦波信号
的频率为100Hz、1kHz和10kHz。

结果显示，放大器在不同频率下的增益调节表现都很稳定，能够保证输出信号的稳定性。

综上所述，这款增益自动切换电压放大器在低频率下表现非常优秀，在信号较小时能
够自动调节放大倍数，保证输出信号的稳定性。

然而，在高频率下放大器的带宽较小，需
要谨慎使用，以免对信号造成损害。

AD603: 低噪声、90 MHz可变增益放大器Product DescriptionAD603是一款低噪声、电压控制型放大器，用于射频(RF)和中频(IF)自动增益控制(AGC)系统。

它提供精确的引脚可选增益，90 MHz带宽时增益范围为−11 dB至+31 dB，9 MHz带宽时增益范围为+9 dB 至+51 dB。

用一个外部电阻便可获得任何中间增益范围。

折合到输入的噪声谱密度仅为1.3 nV/√Hz，采用推荐的±5 V电源时功耗为125mW。

增益以dB为线性，经过精密校准，而且不随温度和电源电压而变化。

增益由高阻抗(50 MΩ)、低偏置(200 nA)差分输入控制；比例因子为25 mV/dB，仅需1 V增益控制电压便可获得中间40 dB的增益范围。

无论选择何种范围，均提供1 dB的超量程和欠量程。

对于40 dB变化，增益控制响应时间不到1 μs。

差分增益控制接口允许使用差分或单端正或单端负控制电压。

可将数个这种放大器级联起来，由其增益控制增益偏置以优化系统信噪比(SNR)。

AD603可以驱动低至100 Ω的负载阻抗，且失真较低。

对于采用5 pF 分流的500 Ω负载，10 MHz、±1 V正弦输出的总谐波失真典型值为-60 dBc。

进入500 Ω负载的额定峰值输出最小值为±2.5 V。

AD603采用专有的专利电路结构X-AMP®。

X-AMP含有0 dB至-42.14 dB可变衰减器，后接固定增益放大器。

由于存在衰减器，放大器永远不必处理较大输入，并且可以用负反馈来定义其(固定)增益和动态性能。

衰减器具有经激光调整至±3%的100 Ω输入阻抗，并且包括一个7级R-2R梯形网络，由此获得6.021 dB的触点间衰减。

利用专有插值技术，可提供以dB为单位的线性连续增益控制功能。

AD603的工作温度范围为−40°C至+85°C。

自动增益控制的定义自动增益控制是指使放大电路的增益自动随信号的强度而调整的自动控制方法.自动增益控制电路的原理简介实现自动增益控制功能的电路简称AGC环,AGC环是闭环电路,是一个负反馈系统,一般来说分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分.增益受控放大电路文娱正向放大通路,其增益随控制电压而改变.控制电压形成电路的基本部件是AGC 检波器和低通平滑滤波器,有时也包含门电路和直流放大器等部件.放大电路的输出信号u0 经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后,产生用以控制增益受控放大器的电压uc .当输入信号ui增大时,u0和uc亦随之增大 . uc 增大使放大电路的增益下降,从而使输出信号的变化量显着小于输入信号的变化量,达到自动增益控制的目的.自动增益控制的目的若接收信号几μv~几mv变化,即信号强弱比为10三次方~10四次方.变化原因:距离不同、电台发射功率不同;移动电台、短波信号衰落,强弱变化相对缓慢.因信号强弱变化大,若放大器增益固定,则造成:(1)使后级放大器偏离线性区,信号失真;如:电视信号的同步头被压缩或消去,使同步失控.严重时,产生大信号阻塞(进入截止、饱和区);(2)增加混频组合频率干扰和非线性;对自动增益控制电路的具体要求(1)增益控制范围大;如:电视AGC:20~60dB.(2)保持系统良好的信噪比特性;(3)控制灵敏度高;如:电视AGC:-3dB以内.(4)控制增益变化时,幅频、群时延特性不变,以减小信号失真;(5)控制特性受温度影响小.控制放大器增益的方法1. 放大管电流控制法反向AGC:增益G随Ic正比变化,即: Ic↓,G↓: Ic↑,G↑优点: Ic小,节省功率.缺点:信号过大时, Ic↓↓过快,放大器进入非线性区.正向AGC: 增益G随Ic反比变化,即: Ic↑,G↓: Ic↓,G↑专用正向AGC管,曲线较陡,即Ic↑时G↓较快(控制灵敏度高).图(a)为反向AGC控制,VAGC为负电压控制过程:输出↑→VAGC负向↑→ib(ic)↓→G↓图(b)为正向AGC控制,VAGC为正电压控制过程:输出↑→VAGC正向↑→ib(ic)↑→G↓2. 放大管集电极电压控制法因为|Yfe|与Vce直接相关,故可通过VAGC改变Vce|Yfe|来改变|Yfe|(Avo).3. 放大管负载控制法因为放大器的增益与负载直接相关,可通过VAGC控制负载变化来改变增益.4. 差动电路增益控制法采用分流方式控制增益.5. 双栅场MOS效应管增益控制自动增益控制的电路举例1.广播接收机中的AGC电路2.AGC方式高线性调幅3.AGC方式高线性功放数据采集系统中自动增益控制的实现1硬件结构自动增益控制原理:(1)利用数模转换器实现增益控制原理为了改变放大器的增益,一般有2条途径:改变反相端的输入电阻阻值和改变负反馈电阻阻值.通过设计一个电阻网络和开关可以实现这种功能.D/A转换器能把数字量转换成模拟量,他的内部结构一般是电阻R-2R梯形网络,并集成有多路模拟开关.因此采取与常规D/A变换不同的用法,巧妙地利用D/A转换器的内部电阻网络可以实现改变放大器增益的功能.硬件原理如图1所示.这里采用AD7520芯片,AD7520是一种廉价的10位D/A转换芯片,由CMOS 电流开关和梯形电阻网络构成,结构简单,通用性好,配置灵活,其内部电阻网络由薄膜电阻构成,激光修正,相对于继电器和模拟开关等设计电阻网络而言,具有精度高、体积小、控制方便、外围布线简单等特点.其等效电路图如图2所示.从参考电压 VR流经梯形网络至OUT1的电流和没有分流电阻R0时的电流I 相比,其关系为:因此,只要改变数字量D的值就可以改变增益A.(2)自动增益控制原理经过放大器放大后输出的信号在送入AD转换器的同时,也输入到2个电压比较器(这2个电压比较器的参考电压分别为AD转换器允许输入的最大值和最小值),其中一个输到正相端,一个输到反相端.根据电压比较器输出的结果是0还是1来修改DAC的数字量输入,可以达到改变放大器增益的效果.如图1所示,2个电压比较器输出有3种可能:(1) P12=1,P13=0, 即放大器输出的电压值高于电压比较器的参考电压,此时放大倍数偏大,应通过程序修改DAC的输入(即修改P0口和P10,P11的值)减小放大倍数;(2) P12=0,P13=0,即放大器输出的电压值介于2个电压比较器的输入参考电压之间,此时放大倍数合适,可以进行A/D转换;(3) P12=0,P13=1,此时放大器输出电压小于电压比较器参考电压,放大倍数偏小,应该增大放大倍数.这样就完成了自动增益控制的过程.3软件设计在初始化程序中,需要预置DAC转换器的输入,即为P0口和P10,P11赋值以确定放大器的原始放大倍数,以后再在此基础上对放大倍数进行调整.其软件流程如图3所示.4结语本文中选用的数模转换器是10位的,在实际应用中可以根据不同的需要选择不同位数的数模转换器.图1中,电压比较器1的参考电压Vref为A/D转换器可以转换的最高电压,适当选择R1,R2的阻值可使电压比较器2的参考电压为A/D 转换器可以转换的最低电压值.由于受速度限制,本电路不适用于高速数据采集系统.。

自动增益控制放大器的设计与实现程望斌1, 杨陈明1, 江 武1, 贺利苗2, 佘凯华1, 龙 杰1(1. 湖南理工学院 信息与通信工程学院, 湖南 岳阳 414006; 2. 湖南理工学院 经济与管理学院, 湖南 岳阳 414006) 摘 要: 为实现稳定输出, 需对放大器系统的增益进行自动控制. 本文提出了自动增益控制放大系统的总体设计方案, 并对主要功能模块进行了方案比较与论证, 重点对硬件系统和软件系统进行了详细设计, 最后对系统进行了完整测试, 并对检测结果进行了分析. 结果表明: 系统稳定可靠、操控方便, 具有较好的人机交互性能.关键词: 自动增益控制; MSP430单片机; 直流放大; PGA2310中图分类号: TN432 文献标识码: A 文章编号: 1672-5298(2015)02-0048-05Design and Realization of Automatic Gain Control AmplifierCHENG Wang-bin 1, YANG Chen-ming 1, JIANG Wu 1, HE Li-miao 2,SHE Kai-hua 1, LONG Jie 1(1. College of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China;2. College of Economics and Management, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China) Abstract : To achieve the stable output, amplifier system needs to be automatically regulated. This paper presents the automatic gain control amplifier system overall design, compares and demonstrates the main function module scheme. The hardware system and software system is emphasis designed in detail. Finally system is completely tested, and the testing results are analyzed. The results show that the system has good man-machine interactive performance and also the system is stable and reliable, in addition, and it is easy to control.Key words : automatic gain control; MSP430 microcomputer; Dc amplifier; PGA2310引言随着电子信息技术的迅速发展, 信号传输与增益控制技术广泛应用于军事、工业等行业, 具有较好的研发价值. 自动增益控制, 可以使系统的输出信号保持在一定范围内, 因此在信号传输领域得到广泛应用. 本文设计的数字式自动增益控制放大器, 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[1]: 当输入信号较弱时, 线性放大电路工作, 保证输出信号的强度; 当输入信号强度达到一定程度时, 启动压缩放大线路, 使输出幅度降低, 衰减输入信号, 从而实现放大器的自动增益控制.1 系统总体设计方案系统共分为三大部分: 第一部分为稳幅功能模块, 采用−95.5dB~31.5dB 程控放大, 通过NE5532跟随器, 实现稳幅功能. 比如对幅值在10mV~1V 的输入信号, 可使输入信号有效值稳定在353.5mV 左右, 且在其频率带宽范围内, 保证其幅频曲线稳定, 以及后级的功率放大电路稳定. 第二部分为峰值检波模块, 其采用AD637进行真有效值峰值检波. 第三部分为功率放大器, 采用运放NE5532, 在满功率带宽为100KHz 且幅值达到10V 时, 其压摆率为9V/us, 能够满足要求, 并且能支持±20V 供电. 再利用场效应管实现其输出电流的扩流, 就能使功率到达10W. 通过单片机MSP430G2553控制既实现了放大器电压增益Av 可自动调节并显示, 又降低了整个系统的成本. 因而系统效率高, 成本低, 可靠性和稳定性较强.输入信号经过电压跟随器, 将输入信号送给PGA2310自动调节增益AGC 模块, 通过控制器MSP430G2553对其进行控制. 而AD637真有效值检波模块是对PGA2310的输出信号进行峰值检波, 并收稿日期: 2015-04-05作者简介: 程望斌(1979− ), 男, 湖北崇阳人, 硕士, 湖南理工学院信息与通信工程学院副教授. 主要研究方向: 光电子技术、学科竞赛第28卷 第2期 湖南理工学院学报(自然科学版) Vol.28No.22015年6月 Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences) Jun. 2015第2期 程望斌, 等: 自动增益控制放大器的设计与实现 49将检测的真有效值反馈给单片机从而达到环路控制的目的[2]. 为了设计的更人性化, 特增加了显示模块, 能够显示AGC 放大器当前增益的分贝值. 功率放大部分是对AGC 模块的输出信号进行功率放大, 驱动10Ω的负载. 系统总体设计框图如图1所示.2 方案论证与选择(1) AGC 电路方案论证与选择方案一: 典型的是采用场效应管或三极管控制增益. 主要利用场效应管的可变电阻区(或三极管等效为压控电阻)实现增益控制[3].方案二: 采用TI 公司VCA810压控放大芯片, 用两级VCA810级联实现−40dB~40dB 的程控放大. VCA810具有低失调电压, 一级放大倍数最大范围−40dB~40dB, 且外围电路简单, 但由于单级放大倍数过大易引起自激, 故采用两级级联放大.方案三: 采用TI 公司PGA2310数字程控放大芯片, 单级放大倍数的最大范围−95.5dB~31.5dB, 并且内部含有两个相互独立的通道, 其构成的外围电路简单, 易操控, 精确度较高.方案比较: 方案一采用大量分立元件, 电路复杂, 稳定性差, 调试较繁琐, 且精度不够. 方案二需要两级级联, 实现效果较好, 但由于MSP430G2553内部没有DA, 需要外加DA 芯片控制, 搭建电路较复杂. 方案三能够直接由单片机控制, 电路简单, 容易实现.(2) 峰值检波电路方案论证与选择方案一: 基本的峰值检波电路是由二极管电路和电压跟随器组成的, 此电路能够检测的信号频率范围宽, 但受二极管导通压降等因素的影响, 检波精度差.方案二: 真有效值检波电路采用ADI 公司的AD637,该芯片真有效值rms V V ＝输出为信号的真有效值电压.方案比较: 方案一电路简单, 容易调试, 受器件的影响使得测量精度失准. 方案二采用集成芯片实现峰值检波, 外围电路搭建容易, 并且抗噪声性能好、精度高.(3) 功率放大方案论证与选择方案一: 由多个高速缓冲器BUF634并联实现扩流输出, 提升放大器带负载能力[4]. 方案二: 用分立元件构成末级放大电路, 利用集成运放和MOSFET 扩流来实现放大.方案比较: 方案一效果好但成本较高; 方案二虽然实现较为麻烦, 但是成本低廉, 效果较好. 故采用方案二.图1 系统总体设计框图50 湖南理工学院学报(自然科学版) 第28卷3 系统硬件设计3.1 PGA2310构成的程控AGC 电路程控AGC 电路如图2所示. 为提高信号的稳定性, 信号经信号输入端口至NE5532运放构成跟随缓冲电路. 将此信号输入至PGA2310 Vin-L 引脚, 其正负电源引脚各加入10uf 和0.1uf 的电容滤波, 然后PGA2310输出信号通过NE5532跟随器输入至AD637构成的真有效值检波电路, 最后MSP430单片机AD 采集检波后的直流信号. 设定当输入直流或交流时, 如果检波输出信号大于353mV 或小于353mV , 单片机自动检测并且调节PGA2310增益, 使PGA2310输出直流电压信号时幅值稳定在0.5V 左右, 输出交流信号时峰值稳定在1V 左右.3.2 AD637真有效值检波电路PGA2310程控输出信号输入至AD637 Vin 管脚, 当输入为0时, 调节RP2滑动变阻器使检波输出也为0; 当有输入信号时, 调节RP1滑动变阻器使输出信号为输入信号有效值, 得到正确的检波直流信号. 检波电路图如图3所示.图2 程控AGC 电路图图3 AD637真有效值检波电路图第2期 程望斌, 等: 自动增益控制放大器的设计与实现 51 3.3 功率放大为实现较好的功率放大要求, 后级需要驱动10Ω负载, 由于普通运放不能提供驱动负载所需功率, 所以必须进行功率放大以提供所需功率并且将信号放大2倍. 我们采用如图4所示运放加MOS管电路, 具有带负载能力强等优点.4 系统软件设计本系统软件设计部分基于MSP430单片机平台, 主要完成增益控制、AD采集、预置信息液晶显示和按键控制[5], 系统以友好的人机界面展现给用户. 系统设计流程图如图5所示.在图5中, 我们采用条件判断语句控制AGC模块的增益, 并且还添加了一些容错措施, 以达到AGC 放大器在频带内稳定输出的目的, 为后级的功率放大电路的稳定提供了保证.5 系统测试及结果分析5.1 测试仪器TDS1012双踪示波器、SU3080数字函数信号发生器、直流稳压电源、万用表等.图4 功率放大电路图图5 系统设计流程图52 湖南理工学院学报(自然科学版) 第28卷5.2 直流信号放大测试测试方法: 幅度可变的直流电压信号(0.01V/0.1V/1V)至测试输入端, 然后用双踪示波器测测试输出信号. 测试结果见表1.输入信号(mv) 输出信号理论值(mv) 输出信号测试值(mv) 相对误差(%)<0.01 10.00 9.89 1.1% 0.1 10.00 9.90 1% 1 10.00 10.02 0.2%测试条件: 输入直流电压信号(0.01V/0.1V/1V)分别由滑动变阻器分压得到. 5.3 交流信号放大测试测试方法:(1) 从函数发生器输入频率为10KHz 且幅值可变的交流电压信号(0.01V/0.1V/1V)至测试输入端, 然后用双踪示波器测试输出信号. 测试结果见表2.输入信号(mV) 输出信号理论值(mV) 输出信号测试值(mV) 相对误差(%) <0.01 10.00 9.88 1.2% 0.01 10.00 9.94 0.6% 1 10.00 10.03 0.3%(2) 从函数发生器输入信号幅值为1V 且频率可变的交流电压信号至测试输入端, 然后用双踪示波器测试输出信号. 测试结果见表3.输入信号(Hz) 输出信号理论值(mV) 输出信号测试值(mV) 相对误差(%)1 10.00 9.88 1.2% 10 10.00 9.86 1.4% 1000 10.00 9.89 1.1% 10K 10.00 9.92 0.8% 100K 10.00 9.91 0.9% 200K 10.00 9.89 1.1%5.4 测试结果分析由测试数据可知, 放大器增益控制, 交直流放大, 带宽和带负载能力等指标都达到了要求. 在测量输入信号幅值低于10mV 时, 由于输入信号幅度过小、噪声的掩盖和仪器磨损等原因, 所以此项测试结果有误差.6 总结本文设计的系统实际输入信号有效值达到5mV , 在现有的仪器条件下, 信号幅度输出小时噪声大, 导致输出波形噪声较大. 放大器在驱动 10Ω负载时, 通频带带宽超过 100KHz, 带内失真小, 但功率放大器对扩流MOSFET 需配对, 否则容易产生交越失真. 如果对功率放大电路进行改善, 就能拓宽带宽[6] , 增大信号载体的容量.参考文献[1] 陈亮名, 杨 昆. 基于宽带高增益的放大器设计[J]. 电子设计工程, 2014, 22(15): 146~148 [2] 赖小强, 李双田. 数字闭环自动增益控制系统设计与实现[J]. 网络新媒体技术, 2013, 2(3): 40~44 [3] 李怀良, 庹先国, 朱丽丽, 等. 中低频宽动态范围AGC 放大器设计[J]. 电测与仪表, 2013, 50(566): 96~99 [4] 于国义, 张 乐, 崔先慧, 等. 用于CMOS 图像传感器的AGC 放大器设计[J]. 中国科技, 2013, 8(1): 10~13 [5] 李晓宇, 宫 平, 李杉杉, 等. 自增益电路在激光测距中的应用[J]. 电子设计工程, 2014, 22(18): 77~78, 83 [6] 陈铖颖, 黑 勇, 戴 澜, 等. 面向助听器应用的低功耗自动增益控制环路[J]. 微电子学, 2013, 43(4): 464~467表1 直流信号放大测试结果表2 交流信号放大测试结果(信号频率为10KHz)表3 交流信号放大测试结果(信号幅值为1V)。

自动增益控制（AGC）电路自动增益控制（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。

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。

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。

一、自动增益控制电路（AGC）的工作原理(一)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。

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.(二)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。

2.低通滤波器环路中的低通滤波器具有非常重要的作用。

由于发射功率变化、距离远近变化、电波传播衰落等引起信号强度的变化是自动增益控制电路需要进行控制的范围，这些变化比较缓慢，而当输入为调幅信号时，调幅波的幅值变化是传递信息的有用幅值变化．这种变化不应被自动增益控制电路的控制作用减弱或抵消（此现象称为反调制），由于两类信号的变化频率不同，就可以恰当选择环路的频率响应特性，适当地选择低通滤波器的传输特性，使环路对高于某一频率的调制信号的变化无响应，而对低于这一频率的缓慢变化具有抑制作用。

3.直流放大器直流放大器将低通滤波器输出的电平值进行放大后送至电压比较器，由于电平检测器输出的电平信号的变化频率很低，例如几赫左右，所以一般均采用直流放大器进行放大。

4.电压比较器经直流放大器放大后的输出电压与给定的基准电压进行比较，输出误差信号电压，当电压比较器增益为时，服从下列关系式5.控制电压产生器控制电压产生器的功能是将误差电压变换为适合可变增益放大器需要的控制电压，这种变换可以是幅度的放大或电压极性的变换。