2023年北邮模电大实验自动增益控制电路

北邮模电大试验一自动增益控制电路

自动增益控制电路日勺设计与实现

学院:信息与通信工程学院

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一（课题名称

自动增益控制电路H勺设计与实现

二（摘要和关键字

摘要：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种很小范围内变化的特殊功能电路，简称为AGC电路。

本试验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的措施，简朴有效地实现AGC功

能。

关键字：自动增益控制，反馈，电压跟随

三（设计任务规定

基本规定：

设计实现一种AGC电路，设计指标以及给定条件为：

?电源电压:9V;

?输入信号0.5,50mVrms;

?输出信号：0.5,1.5斤ms;

?信号带宽：100,5KH2；

?设计该电路的电源电路（不规定实际搭建）

四（设计思绪和总体两造框图

设计思绪：

在处理输入的模拟信号时，常常会碰到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的

状况;此外，在其他应用中，如监控系统中的多种相似传感器返回日勺信号中，频谱

构造和动态范围大体相似，而最大波幅却相差诸多。此时，可以使用带自动增益控

制H勺自适应前置放大器，使其增益应能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对稳

定。

AGC电路H勺实既有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，经典的反馈控制

AGC由可变增益放大器（VGA）以及检波整流控制构成，本试验中电路采用了短路双

极晶体管直接进行小信号控制H勺措施，从而简朴而有效的实现AGC功能。

VGA输出输入

检波整流控制

反馈式AGC

可变分压器由一种固定电阻R1和一种可变电阻构成，控制信号的交流振幅。

可变电阻由采用基极一集电极短路方式H勺双极晶体管微分电阻实现，为变化QIH勺

电阻，可从一种有电压源V2和大阻值电阻R2构成的电流源直接向短路晶体管注入

电流。为防止R2影响电路的交流电压传播特性，R2的阻值必须远不小于R1。

对于输入Q1集电极的正电流於J所有可用值，Q1的集电极,发射极饱和电压不不

小于它H勺基极，发射极阈值电压，于是晶体管工作在有效状态，其VI特性曲线如图

2所示。可以看出，短路晶体管的微分电阻与流过的直流电流成反比，即器件的微

分电导直接与电流成正比。在工作状态下，共射极连接的双极型晶体管的电流放大

系数一般在100或100以上，在相称大的电流范围内，微分电阻都对时地遵守这一

规则。图中所示日勺晶体管至少可以在五个十倍程范围内控制微分电阻，即控制幅度

超过lOOdBo

VI特性曲线图显示短路晶体管对应的微分电阻图

总体构造框图：

驱动缓冲电路级联放大电路输出跟随电路

增益反馈电路

五(分块电路和总体电路的设计过程

分块电路：

(1)输入缓冲级，其设计电路图如下图所示;

(2)直流耦合互补级联放大部分，电路图如下图所示；

该部分运用直流耦合将Q2与Q3进行级联，构成互补放大器，在电路中对信号

起到大

部分的放大作用。

R

1o

27k

R19

ND

rG31-Wv-------1|—

1ko10pF

R12

Wv-

15kQ

直流耦合互补级联放大部分电路

(3)输出极，电路图如下图所示;

Q4作为射极跟随器作为输出端，R14将Q4与信号输出端隔离开来。

输出级

(4)自动增益控制部分(AGC),电路图如图6所示，并且在该图基础上加上R4

构成。

其中R4构成可.变衰减器的固定电阻，类似于图1中的电阻R1,而Q6构成衰减

器H勺

可变电阻部分。Q5为Q6提供集电极驱动电流，Q5曰勺共射极构造只需要很少的

基极

电流。电阻R17决定了AGCH勺释放时间。电阻R19用于限制通过Q5和Q6的最

大直

流控制电流。D1和D2构成一种倍压整流器，从输出级Q4提取信号H勺一部分,

为Q5

生成控制电压。电阻R15决定了AGC日勺开始时间。当输入信号变大时，输出跟

着增

大，Q6的微分电阻就会跟这变小，输入进入放大级的信号就会变小，是输出减

小;反

之输入变小时，输出自动变大。从而实现自动增益控制功能。

自动增益控制部分

总体电路

最终设计的总体电路图如下:

电路参数如图中标示，输入信号为0.5,50mVrnis,信号带宽为100,5KHz

六(所实现功能阐明

(1).已完成口勺基本功能和扩展功能

自动增前调整：

按照电路图在面包板上搭接电路。调整函数发生器产生幅度及频率处在试验规

定范围内H勺

正弦波并接入电路交流输入端，并接入示波器CH1端检测输入。将电路输出接

示波器CH2

端检测并显示输出。各端接地并接入直流稳压信号，观测试验输出。发现所设

计口勺电路可

以实现频率100HZ~5KHZ,幅度5mV~50mV的正弦信号输入时的信号放大自动增

益调整。

输出在750~850mV范围内变化，符合规定。

(2).重要测试数据

分别在输入信号，频率范围内选用最小值，最大值，和中间值进行测试，所得

成果如下

Vi/mVf/Hz10025005000

5753757755

25807813812

50837846844

七(故隙及问题分析

(1)连接好电路时发现无输出。

处理措施:检查电路，发目前搭接电路的时候出现了插孔错位的现象。改正后

示波器上才出现波形。

(2)在示波器上出现的波形有很明显的失真。

处理措施:逐一对电阻进行测量，发现错把「欧的电路用成了欧的数量级的电

阻。八(总结和结论

这次的模电试验不一样于上学期的基础试验，有了更进一步H勺综合性规定c首

先规定我们用Multisim电路仿真软件进行对所设计日勺电路进行仿真。不仅让我们

熟悉了仿真软件口勺使用，同步对电路设计的流程有了更深刻认识。也学会了一种较

为先进H勺电路设计措施。通过这次试验，我们提高了电路设计能力与试验动手能

力,对此后口勺试验学习积累了经验。

试验中所搭建日勺AGC自动增益控制电路相较于以往日勺试验电路愈加复杂，因此

对我们H勺动手能力有了更高H勺规定，不仅在搭建的过程中要注意电路的布局，而且

要尽量使用少H勺导线使电路看起来美观整洁。这次试验的难点在于调试，在搭建完

成电路后来，接上电压源，信号源发现没有输出波形或输出波形严重失真，这时候

就要开始耐心地调试。对于这样复杂H勺电路，所使用的措施是分块调试，逐块检测

找到问题所在并处理问题。

通过本次试验，我对AGC电路有了初步H勺认识。在设计、搭建电路的同步，也

巩固了所学过H勺知识，提高了综合运用的能力，对所学知识又有了新的理解与认

识。通过了这样长时间的试验，我学会了电子测量和电子电路试验中使用的某些

基本元件和某些基本H勺测量措施，例如面包板、示波器、万用表、晶体管毫伏表、

函数信号发生器口勺使用措施，还有常用元器件如电阻、电容、电感的标称值读数，

以及电阻，电容，二级管，三极管好坏的检测。总之这次综合试验让我复习了理论

知识，同步也积累日勺许多试验经验。

九（所用元器件及测试仪表清单

试验元件

面包板（1个）

三极管（805