自动增益控制实验报告

1、信息与通信工程学院自动增益控制电路的设计学院：信息与通信工程学院目录1课题名称12摘要13设计任务要求13.1基本要求13.2提高要求14设计思路、总体结构框图14.1设计思路14.2总体框图25分块电路和总体电路的设计过程（含电路图）35.1驱动缓冲电路35.2直流耦合互补级联放大电路35.3 AGC反馈电路45.4总体电路图46所实现功能说明56.1自动增益控制56.2实验结果57故障及问题分析58总结和结论59Multisim绘制的整体原理图610所用元器件及测试仪表清单6参考文献71 课题名称自动增益控制电路的设计2 摘要本实验电路所实现的功能是当输入电压在一定范围内波动时，通过电路内

2、部反馈环的作用，使输出电压稳定在某个值附近，简称为AGC电路。AGC电路的实现有反馈式、前馈式和混合式三种，本实验电路采取的是反馈式，通过短路双极晶体管直接进行小信号控制，从而简单有效用于实现AGC功能。关键词：AGC，反馈，自动增益控制，检波整流3 设计任务要求3.1基本要求（1） 设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件如下：（2） 电源点压：9V。（3） 输入信号电压：0.550mV。（4） 输出信号电压：0.51.5V。（5） 信号带宽：0.15kHZ。（6） 设计该电路的电源电路（不要求实际搭建）。3.2提高要求（1） 设计一种采用其他方式的AGC电路。（2） 采用麦克风输入作为

3、8喇叭输出的完整音频系统，设计其电路。（3） 设计具有更宽输入电压范围的AGC电路。（4） 测试AGC电路中的总谐波是真（THD）并能有效降低THD。4 设计思路、总体结构框图4.1设计思路AGC电路的实现有反馈式、前馈式、混合式等3种，典型的反馈式AGC由可变增益放大器（VGA）以及检波整流控制组成，本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制，从而简单有效用于实现了AGC功能。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。可变电阻由采用基极-集电极短路方式的双极晶体管微分电阻实现，为改变晶体管（Q1）的电阻，可通过一个由电压源VREG和大阻值电阻R2组成的电流源直接向短

4、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。对正电流I的所有可用值（一般都小于晶体管的最大额定发射电流IE），晶体管Q1的集电极-发射极饱和电压小于他的基极-发射极阈值电压，于是晶体管工作在有效状态。短路晶体管的V-I（电压-电流）特性曲线非常类似于PN二极管，符合肖特基方程（除了稍高的直流电压值以外），即器件电压的变化与直流电流变化的对数成正比。因此，对于V-I曲线上所有直流工作点，短路晶体管的微分电阻与流过的直流电流成反比，即期间的微分电导直接与电流成正比。在其工作状态下，共发射极连接的双极晶体管的电流放大倍数一般为100或100以上。4.2总体框图增

5、益反馈电路级联放大电路输出跟随电路驱动缓冲电路5 分块电路和总体电路的设计过程（含电路图）5.1驱动缓冲电路（左端输入右端输出）：5.2直流耦合互补级联放大电路（左端输入右端输出）：5.3 AGC反馈电路（右端输入左端输出）5.4总体电路图6 所实现功能说明6.1自动增益控制（1） 按照所设计的电路在面包板上完成电路的连接，并仔细检查，确认无误后进行实验。（2） 调节信号发生器，使其产生频率和有效值都在实验要求范围内的正弦波，接入电路。（3） 用示波器分别观测输入和输出信号的波形。（4） 接入直流电压，观测示波器波形并记录。（5） 用控制变量的方法，改变频率和输入信号的有效值，观测输出信号的有

6、效值并记录。6.2实验结果在输入不同的频率（100Hz5kHz）和有效值（0.5Vrms50Vrms）的正弦波信号时，输出信号先失真，一段时间后恢复，并且有效值始终稳定在一个范围内（0.78Vrms0.88Vrms），实现了自动增益控制的功能。7 故障及问题分析（1） 连接完面包板之后，发现输出端没有输出波形，仔细检查电路后发现AGC反馈电路没有接入电路，而且元器件的接入也有问题，改变之后输出波形正常。（2） 为了谨慎起见，我每连接完一级电路就接入信号进行检测，在观测直流耦合互补级联放大电路输出波形时，发现输出波形失真非常严重，检测后发现是因为该级电路放大倍数过大导致失真，在改小输入信号的有效

7、值之后输出波形没有异常。（3） 在测量各个晶体管输出波形时，一开始并没有将各部分电路断开进行测量，导致Q1输出波形不明显，且Q2，Q3，Q4没有输出波形。（4） 改正（3）的问题之后，测量Q2发现仍旧没有输出波形，但Q3和Q4输出波形都很明显，说明不是电路出错，在老师的帮助下，调节示波器，才将输出波形显示出来，且与电脑仿真结果相近。发现是因为放大倍数太小（仅有10倍左右）而导致示波器无法扫描出波形。8 总结和结论（1） 本实验的理论分析和实践难度都比较大，理论分析涉及到四部分电路和检波整流等知识，且由于元器件过多，在将元器件接入电路的过程中需要借助大量的导线以及规避元器件短腿接触导致短路的问题

8、，需要较大的工作量。（2） 在插电路的过程中，电阻箱中可能没有书上给定的元器件的数值，所以需要取数值差不多大小的元器件。为了方便检测实验结果是否正确，需要将仿真电路中的元器件数值改成实际应用的元器件数值。（3） 通过本次实验，巩固了在通信电子电路课程中所学习的自动增益控制电路的相关知识，更好地理解了自动增益控制的原理。也加强了对三极管级联放大电路的理解，体会到级联之后放大效果非常明显。（4） 本次实验所用的仪器型号都是以前没有用过的，如函数信号发生器，示波器等，在不断摸索仪器的使用过程中，基本掌握了这些仪器的用法，并成功地利用这些仪器进行检测电路故障等问题，积累了很多实验的经验。9 Multisim绘制的整体原理图10 所用元器件及测试仪表清单电路元件数值数量电路元件数值数量电阻1001电阻51k1电阻2001电阻300k1电阻3301电阻430k1电阻3901电阻1M1电阻5601电阻1.8M1电阻1k1电容0.22uF1电阻1.1k1电容3.3uF2电阻2k1电容10uF11电阻2.2k1电容100uF2电阻3.