电子电路综合设计实验报告

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1、电子电路综合设计实验报告课题名称：自动増益控制电路的设计院系：信息与通信工程班级：2012211112学号:2012210345班内序号：14姓名：廖南农任课老师：廖滨一、摘要在处理输入的模拟信号时，经常会遇到通信信道或传感器衰减强度人幅变化的悄况;另外,在其他应用屮，也经常有多个信号频谱结构和动态范围人体相似，而最大波幅却相差其多的现象。很多吋候系统会遇到不可预知的信号，导致因为非重复性事件而丢失数据。此吋，可以使用带AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器，使增益能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对

2、稳定。自动增益控制电路已广泛用于接收机、录音机、信号采集系统、雷达、广播、电视系统中，以及在无线通信、光纤通信、卫星通信等通信系统也冇着非常广泛的应用。本实验介绍了一种简单的反馈式AGC电路，适用于低频段小信号处理的系统中。二、关键字倍压整流、自动增益控制、反馈三、实验任务1、基本要求:设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为(1)电源电压：9V；(2)输入信号:0.5mV^50mV；(3)输出信号：0.5V-1.5V；(4)信号带宽:100Hz~5kHz；(5)设计该电路的电源电路。2、提高要求：

3、（1）设计一种采用其他方式的AGC电路。（2）采用麦克风输入、8Q喇叭输出的完整音频系统。（3）如何设计具有更宽输入电压范围的AGC电路。（4）测试AGC电路屮的总谐波失真（THD）及如何有效降低THD。四、设计思路及总体结构框图1、电路结构框图＞驱动缓冲电路一►级联放大电路＞输出跟随电路AGC反馈电路AGC电路的实现冇反馈控制、前馈控制和混介控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放人器(VGA)以及检波整流控制组成，如图Input本实验电路采用了短路双极品体管直接进行小信号控制的方法，从而简单而有效

4、实现AGC的功能。图3中，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。可变电阻采用基极一集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现，为改变Q1电阻,可从一个由电压源V2和人阻值电阻R2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。为防1上R2影响电路的交流电压传输特性。R2的阻值必须远大于Rlc对正电流的I所冇可用值，晶体管Q1的集电极一发射极饱和电压小于它的慕极一发射极阈值电压，于是晶体管工作在有效状态。短路晶体管的VI特性

5、11

6、线非常类似于PN二极管，符合肖特基方程，除了稍高的肓流电压

7、值外，器件电压的变化与宜流电流变化的对数成正比。因此，对于VI曲线上所冇直流工作点，短路晶体管的微分电阻与流过的直流电流成反比，换句话说，器件的微分电导直接与电流成正比。由于在其工作状态下，共射极连接的双极型品体管的电流放大系数-•般在100或100以上，在相当大的电流范围内，微分电阳•都遵守这—规则。因此，图3中V2的变化就会改变电流I,并控制Rl—Q1分压比。耦合电容C1和C2将电路的衰减器与输入信号源和输出负载隔离开来下图为一个典型的小信号双极晶体管的短路VI特性，图屮显示，至少可以在五个十倍程范围

8、内控制微分电阻，即控制幅度超过100dB。2、驱动缓冲电路驱动缓冲电路如图5所示，输入信号VIN驱动缓冲极Q1,它的旁路射极电阻R3有四个作用：首先，它将Q1的微分输出电阻提高到接近公式(1)所示的值。RDl^rbe+(l+Prcerbe)(R3//rbe)(1)该电路中的微分输出电卩FL增加很多，使R4的阻值(27kQ)儿乎可以唯-•地确定整个输出电阻。具次，由于R3未旁路，使Q1电压增益降低至：AQ1=—BR4/(rbe+(l+P)R3)^-/?4//?3(2)第三，如公式(2)所示，未旁路的R3有助

9、于Q1集电极电流一电压驱动的线性响应。第四，Q1的基极微分输入电阳■升至RdBASE=rbe+(l+0)R3,与只有rbe相比，它远远大于Q1的瞬时工作点，并且对其依赖性较低。驱动缓冲电路3、直流耦合电路直流耦合互补级联放大电路如图6所示，Q2和Q3构成了直流耦介互补级联放人电路，为AGC电路提供了大部分的电压增益。R14是IkQ电阻，将发射极输出跟随器Q4与信号输出端隔离开來。必要时，R14可选用更低的电阻，但如果R14过低，则大电容的连接电缆会使Q4进入寄生振荡。4、AGC反馈电路AGC反馈电路如图7

10、所示,电阻R4构成可变衰减器的固定电阻,类似于图3中的电阻R1,而Q6构成衰减器的町变电阻部分。Q5为Q6提供集电极驱动电流，Q5的共发射极结构只需要很少的慕极电流。电阻R17决定了AGC的释放时间，其阻值可以选大些，从而能够冇较长的AGC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。当把大的C3值和Q6的最小微分电阳•作比较时，即最大信号波幅在完全控制下，其电抗对最低频率信号频谱成分而言是可以忽略的。D1和D