自动增益控制放大器
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AGC考核标准自动增益控制(AGC)系统的性能评估通常基于一系列特定的标准。
这些标准包括对输入信号检测、增益控制器、放大器、输出信号检测、控制逻辑等组件的性能要求。
本篇文章将详细讨论这些标准。
1.输入信号检测器(Input Signal Detector)输入信号检测器应能够准确、快速地检测输入信号的强度和频率。
它应具有宽的动态范围,能够适应不同强度的输入信号,同时对信号的变化应具有高的灵敏度。
2.增益控制器(Gain Controller)增益控制器应能够在快速和稳定的前提下,根据输入信号的强度和频率变化,自动调整放大器的增益。
其调整范围应适当,以适应输入信号的最大和最小值。
3.放大器(Amplifier)放大器应能够根据增益控制器的调整,对输入信号进行放大。
它应具有高的信噪比,以减小噪声对输出信号的影响。
此外,放大器还应具有适当的带宽,以适应输入信号的频率范围。
4.输出信号检测器(Output Signal Detector)输出信号检测器应能够准确地检测放大后的输出信号的强度和频率。
它应具有宽的动态范围,能够适应不同强度的输出信号,同时对信号的变化应具有高的灵敏度。
5.控制逻辑(Control Logic)控制逻辑应能够根据输入信号检测器和输出信号检测器的反馈,调整增益控制器的增益,以实现自动增益控制。
它应具有快速响应和稳定性的特点。
此外,AGC系统还有以下一些性能指标:6.跟踪范围(Tracking Range):AGC系统能正确跟踪输入信号变化的最大范围。
7.动态响应(Dynamic Response):AGC系统对输入信号变化的响应速度。
8.控制精度(Control Accuracy):AGC系统对输入信号进行准确放大的能力。
9.干扰抑制能力(Interference Rejection):AGC系统在面对外部干扰时,能够保持稳定放大的能力。
10.稳定性(Stability):AGC系统在长时间运行过程中,保持稳定工作的能力。
雷达————⾃动增益控制为什么要⽤AGC。
接收机接收回波信号时,由于物体距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的存在,使得接收机接收的有⽤的回波信号强度相差较为悬殊,⽽且往往会有很⼤起伏变化(约为104~105倍),有可能在接受微弱信号时造成某些电路不能正常⼯作⽽丢失信号,在接收强信号时会造成放⼤电路阻塞(⾮线性失真,也就是过载问题)。
所以在接收机中⼏乎⽆例外的都必须采⽤AGC电路来压缩有效信号强度的变化范围。
使得放⼤器的输出电压在⼀定范围内变化。
AGC作⽤AGC的作⽤是能够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的范围内变化。
AGC组成框图AGC⼯作过程:由上图可以看出,⾃动增益控制电路是⼀个反馈控制系统,具体⼯作⼯程如下(1)当输⼊信号u i较⼩时,输出信号u o的幅度u om也较⼩,经过处理后加到⽐较器上的电压u+也⽐较⼩。
在许多实际应⽤场合,往往规定u+必须⼤于或等于u T,⽽当u+<u T时,u+不能改变⽐较器的输出电压也就不可能产⽣控制电压 u c去控制增益放⼤器的增益,相当于此时⾃动增益控制环路不⼯作,也就是说,当u+<u T时,u e=u c=0,在这种情况下,u T称为⽐较器的门限电压。
(2)当输⼊信号u i振幅增⼤使输出信号的振幅增⼤时,相应经过处理后加到⽐较器上的电压u+也增⼤。
当u+⼤于等于基准电压时u+>=u T,⽐较器的输出误差电压u e将改变,控制电压u c也随着改变,并控制可控增益放⼤器的增益,此时环路启动,可控增益放⼤器的增益随输出信号的增⼤⽽降低,从⽽使输出信号减⼩;反之,当输⼊电压u i减⼩使输出电压uo减⼩时,环路产⽣的控制信号uc将使可控增益放⼤器的增益Au增加。
可见,通过环路的控制作⽤,⽆论输⼊电压u i增加或减⼩,输出信号电平仅在较⼩的范围内变化,从⽽保证在输⼊信号变化的情况下输出信号基本稳定,达到⾃动增益控制或⾃动电平控制的⽬的。
1.绪论1.1自动增益控制简介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环。
AGC环是闭环电子电路,是一个负反馈系统,它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。
增益受控放大电路位于正向放大通路,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著小于输入信号的变化量,达到自动增益控制的目的。
放大电路增益的控制方法有:①改变晶体管的直流工作状态,以改变晶体管的电流放大系数β。
②在放大器各级间插入电控衰减器。
③用电控可变电阻作放大器负载等。
AGC电路广泛用于各种接收机、录音机和测量仪器中,它常被用来使系统的输出电平保持在一定范围内,因而也称自动电平控制;用于话音放大器或收音机时,称为自动音量控制器。
AGC有两种控制方式:一种是利用增加AGC电压的方式来减小增益的方式叫正向AGC,一种是利用减小AGC电压的方式来减小增益的方式叫反向AGC .正向AGC 控制能力强,所需控制功率大被控放大级工作点变动范围大,放大器两端阻抗变化也大;反向AGC所需控制功率小,控制范围也小。
AGC——Automatic Gain Control的缩写。
所有摄象机都有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大量即增益,等效于有较高的灵敏度,可使其在微光下灵敏,然而在亮光照的环境中放大器将过载,使视频信号畸变。
为此,需利用摄象机的自动增益控制(AGC)电路去探测视频信号的电平,适时地开关AGC,从而使摄象机能够在较大的光照范围内工作,此即动态范围,即在低照度时自动增加摄象机的灵敏度,从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。
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。