AGC(Automatic Generation Control)自動增益控制電路的目的是實現對于信號幅度變化較大的檢測對象的放大增益控制,譬如音頻設計中,為了保證喇叭輸出合適音量的聲音,當然這個音量是與輸入無關的(不然豈不是不停調節音量旋鈕),需要加AGC控制,以及圖像采集設計中也可以采用AGC來實現強弱光線情況下穩定的圖像信號檢測。現在以AD603為例來學習一下AGC電路的原理。
AGC電路基本原理很簡單:
AD603的結構:
這個結構被稱為X-AMP,由固定增益運放和可變衰減器組成。該結構的特點是噪聲性能優異。
固定放大器的增益由VOUT和FDBK之間的阻值決定:
1、 VOUT和FDBK之間短路,寬頻帶模式下增益范圍為-11dB~+31dB(0.28~+35.5倍)。
2、 VOUT和FDBK之間外接電阻,增益范圍在模式1和3之間。
3、 VOUT和FDBK之間開路,窄帶模式增益范圍為+8.93dB~+51dB(+2.8~+354倍)。
GPOS為控制電壓正相輸入,GNEG為控制電壓反相輸入。GPOS-GNEG越大則增益越大。
我們利用仿真來看一下:
R2為增益范圍設置電阻,當R2=0歐姆時。輸入信號0.01V,橫坐標為控制電壓,縱坐標為放大倍數。
當R2開路時,設置輸入信號為0.002V。
R2設置增益范圍基本上是線性的。
下面介紹一種應用電路,利用積分網絡反饋。
V4為目標值設置,C2為積分電容,可見積分時間影響AGC的響應速度。
單片AD603的增益范圍有限,可以采取級聯方式:
這里的電源采用的是單電源+10V,因此偏置電壓設置在+5V。反饋網絡由晶體管檢波電路組成。具體原理
1、 AD603的增益由1和2腳電壓調節,增益可控時的電壓范圍為-500mV~+500mV。
2、 2腳通過電阻分別設置偏置電壓。
3、 1腳連接一起由檢波反饋控制。
4、 檢波電路由兩個三極管組成,電路啟動Q2導通時,CAV被充電,充電電流為I1=0.32mA,1、2腳之間電壓增大,增益增大,輸出增大。在沒有Q1的條件下VAGC能達到9.5-0.2=9.3V(三極管飽和)。兩級AGC都達到最大增益輸出,84dB。
5、 4腳電壓為設置值,即輸出平均值。交流信號輸出的偏置電壓值,當輸出電壓的負半軸幅度超過約0.7V,Q1導通,VAGC放電,導致1、2腳電壓差降低,增益降低。
如圖仿真,可以看到輸出波形和VAGC的充放電過程。
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原文標題:硬件開發者之路之——認識AGC電路
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