自动增益控制电路
自动增益控制电路是接收机中不可缺少的辅助电路,同时,它在发射机和其他电子设备中也有广泛的应用。
01-自动增益控制电路的作用
自动增益控制电路组成如图8-3所示。图中可控增益放大器用于放大输入信号
,其增益是可变的,它的大小取决于控制电压
。振幅检波器、直流放大器和比较器构成反馈控制器。放大器输出的交流信号经振幅检波器变换成直流信号,通过直流放大器的放大,在比较器中与参考电平
,相比较而产生一直流电压
,可见,图8-3所示的电路构成了一个闭合环路。若输入电压
的幅度增加而使输出电压
幅度增加时,通过反馈控制器产生一控制电压,使
减小;当
幅度减小,使
幅度减小时,反馈控制器即产生一控制信号使
增加。这样,通过环路的反馈控制作用,可使输入信号幅度
增大或减小时,输出信号幅度保持恒定或仅在很小的范围内变化,这就是自动增益控制电路的作用。

在无线通信中,因接收电台的不同、通信距离的变化、电磁波传播信道的衰减量变化以及接收机环境变化等,接收机接收到的信号强度均会发生很大的波动。可以设想,如果接收机的增益不变,输入信号幅度在很大范围内变化时,输出信号的幅度也将发生同样比例的变化,在强信号时就有可能使接收机过载而导致阻塞,在弱信号时,则又有可能造成信号的丢失。为了克服这一缺点,可采用自动增益控制电路,使接收机的增益随着输入信号的强弱而变化,即输入信号弱时,接收机增益升高;输入信号强时,接收机增益减小,以补偿输入信号强弱的影响,达到减小输出电平变化的目的。所以,为了提高接收机的性能,AGC电路在接收机中几乎是不可缺少的辅助电路。
图8-4所示为调幅接收机的自动增益控制电路结构框图。图中各级放大器(包括混频器)组成环路可控增益放大器,检波器和RC低通滤波器组成环路的反馈控制器。与图上图比较,省略直流放大器,并用振幅检波器兼作比较器。由于检波器输出的信号电压主要由两部分组成:一部分是低频信号电压,它反映输入调幅波的包络变化规律;另一部分则是随输入载波幅度作相应变化的直流信号电压。与输出低频信号相比较,反映载波幅度的输出直流电压的变化是极为缓慢的,因而在检波器输出端用一级具有较大时间常数的RC低通滤波器,就能滤除低频信号电压,把该直流电压取出来加到各被控级(高放、中放级),用以改变被控级的增益,从而使接收机的增益随输入信号的强弱而变化,实现了AGC作用。

在图8-4所示简单AGC电路中,当接收机一有输入信号,AGC电路就会立即起控制作用,接收机的增益因受控而降低,这对接收弱信号是不利的。为了克服这一缺点,可采用图8-5(a)所示的延迟式AGC电路,图中单独设置提供AGC电压的AGC检波器。其延迟特性由加在AGC检波器上的附加偏压
(参考电平)来实现。当检波器输入信号幅度小于
时,AGC检波器不工作,AGC电压为零,AGC不起控制作用。当AGC检波器输入信号幅度大于
时,AGC电路才起作用,其控制特性如图8-5(b)所示。

02-增益控制电路
根据系统对AGC的要求,可采用多种不同形式的控制电路。下面介绍两种常用的增益控制电路。
1.控制晶体管发射极电流实现增益控制
晶体管放大器的增益与放大管的跨导
有关,而
与管子的静态工作点有关,因此,改变发射极工作点电流
,放大器的增益即随之改变,从而达到控制放大器增益的目的。
为了控制晶体管的静态工作点电流
,一般把控制电压
加到晶体管的基极或发射极上。图8-6所示是控制电压加到晶体管基极上的AGC电路。图中受控管为NPN型,故控制电压
应为负极性,即信号增大时,控制电压向负的方向增大,从而导致
减小,
下降,使放大器增益降低。
2.差分放大器增益控制电路
集成电路中广泛采用差分电路作为基本单元,差分电路的增益控制可以通过改变其电流分配比、负反馈深度和恒流源电流等来实现。
图8-7所示是由中频放大器集成块构成的放大电路,图中
、
为集成电路内部差分对管,自动增益控制电压
加在
管的基极。输入信号经外接自耦变压器耦合到集成电路的
管基极,
与
组成共射一共基级联电路,再经
、
组成的两级射极输出器后输出。输入信号加到
后,即在其集电极产生相应的交流电流
该电流通过
、
,分别为

、
,且
=
+
。当自动增益控制电压
增加时,
管的导通电阻减小,
管的导通电阻增大,电流
增加、
减小,放大器输出减小,增益下降,如
足够大,使得
管截止,这时
=0,
=
,放大器输出为零;当
减小时,
减小、
增大,放大器输出增大,增益上升,如
足够小,使得
管截止,
=0,而
=
,此时放大器输出最大,增益最高。可见,该电路利用
控制电流
和
的分配比而实现增益控制作用。
参考:网络。
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