自動增益控制電路AGC課件

任務(wù)5.1

自動增益控制電路

任務(wù)5.1

自動增益控制電路1本講導(dǎo)航教學(xué)目的:§5.1.1反饋控制電路概述1.了解反饋控制系統(tǒng)的概念、功能、類型、特點及基本原理2.理解AGC電路的組成、工作原理、性能分析及應(yīng)用

§5.1.2自動增益控制電路本講導(dǎo)航教學(xué)目的:§5.1.1反饋控制電路概述12教學(xué)重點及難點:AGC控制方式及其原理教學(xué)重點及難點:AGC控制方式及其原理3一、反饋控制電路的概念在通信系統(tǒng)和電子設(shè)備中，為了提高它們的性能指標(biāo)或?qū)崿F(xiàn)某些高性能要求，廣泛采用各種類型的控制電路。這些控制電路大都是利用反饋的原理實現(xiàn)對自身的調(diào)節(jié)與控制，因此統(tǒng)稱為反饋控制電路。若反饋系統(tǒng)都是閉環(huán)的系統(tǒng)，則稱為環(huán)路系統(tǒng)。§5.1.1反饋控制電路概述一、反饋控制電路的概念在通信系統(tǒng)和電子設(shè)備中，為4二、反饋控制電路的系統(tǒng)框圖圖5-1-1反饋控制電路的組成方框圖二、反饋控制電路的系統(tǒng)框圖圖5-1-1反饋控制電路的組成5工作過程:(1)標(biāo)準(zhǔn):Xo與XI具有確定的關(guān)系，即Xo=f(XI)(2)偏移:當(dāng)Xo≠f(XI)時，產(chǎn)生誤差量

Xe=f(XI-Xo)(3)控制與調(diào)整：Xe→被控對象→恢復(fù)Xo=f(XI)工作過程:6圖上所示X參量可以是電壓（電流）、頻率或相位。如果比較的參量是電壓或電流，則稱為自動增益控制電路(AGC)；如果比較的參量為頻率，則稱為自動頻率控制(AFC)；如果比較的參量是相位，則稱為自動相位控制電路或鎖相環(huán)路(PLL)。三.反饋控制電路的類型及特點圖上所示X參量可以是電壓（電流）、頻率或相位。三.反7

自動增益控制電路(AGC)，廣泛應(yīng)用于各類接收機中，是接收機的重要輔助電路之一。

其主要功能：根據(jù)輸入信號電平的大小，自動調(diào)整接收機的增益，從而使接收機在輸入信號幅度忽大忽小變化時保持輸出信號電平穩(wěn)定。即當(dāng)輸入信號很弱時，接收機的增益大；當(dāng)輸入信號很強時，接收機的增益小。這樣，當(dāng)信號場強變化時，接收機輸出端的電壓或功率基本穩(wěn)定。自動增益控制電路(AGC)，廣泛應(yīng)用于各類接收機中，是8

自動頻率控制電路(AFC)，又稱自動頻率微調(diào)電路，它利用反饋控制量自動調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩頻率，使振蕩器穩(wěn)定在某一預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)頻率附近，主要用于電子設(shè)備中穩(wěn)定振蕩器的振蕩頻率。

鎖相環(huán)（PLL）：實現(xiàn)無頻差的頻率控制。

自動頻率控制電路(AFC)，又稱自動頻率微調(diào)電路，9

反饋控制電路之所以能控制輸出參量并使之穩(wěn)定，其主要原因在于它能夠利用反饋量與參考量之間的誤差量實現(xiàn)對電路的控制，即利用存在的誤差來減小誤差。因此，在控制過程中，被控制量始終存在誤差，反饋控制只是維持誤差在一定范圍，并無法完全消除誤差。反饋控制電路之所以能控制輸出參量并使之穩(wěn)定，其主要10一、自動增益控制的工作原理§5.1.2自動增益控制(AGC)圖5-1-2具有AGC的超外差式調(diào)幅接收機方框圖一、自動增益控制的工作原理§5.1.2自動增益控制(A11AGC電路至少應(yīng)包括:

（1）產(chǎn)生一個隨輸入信號大小而變化的控制電壓，即AGC電壓；

（2）利用此AGC電壓去控制相關(guān)可控增益放大器，實現(xiàn)AGC。AGC電路至少應(yīng)包括:12

高放、中放的增益:

Auo=p1p2|yfe|/g∑

其中,p1p2

是接入系數(shù)，|yfe|是晶體管的正向傳輸導(dǎo)納，g∑是負(fù)載電導(dǎo)。|yfe|與IEQ成正比，即|yfe|∝IEQ或?∝IEQ?？梢?，控制Auo的方法有兩種：

1.改變發(fā)射極電流IEQ；

2.改變放大器的負(fù)載，使g∑隨增益而變化。二、AGC的控制實現(xiàn)方法:高放、中放的增益:Auo=p1p2|yfe|13

1.改變發(fā)射極電流IEQ(分立元件電路)

圖5-1-3晶體管β~IE曲線當(dāng)IE較小時，β隨的IE的增大而增大（ab段）；當(dāng)IE增至某一值IEQ后，β最大；若IE繼續(xù)增大，則β逐漸減?。╞c段）。因此，根據(jù)晶體管的上述特點，利用AGC電壓控制IE，就可以實現(xiàn)AGC。Auo=p1p2|yfe|/g∑|yfe|∝IEQ或?∝IEQ1.改變發(fā)射極電流IEQ(分立元件電路)圖5-1-314利用β~IE曲線的上升部分（ab段）稱為反向自動增益控制(簡稱反向AGC);利用β~IE曲線的下降部分（bc段）稱為正向自動增益控制(簡稱正向AGC)。利用β~IE曲線的上升部分（ab段）稱為反向15在反向AGC（ab段）中，IE必須隨著|±UAGC|的增大而減小，才能使β下降，增益降低，因此起始工作點應(yīng)選擇在曲線上升部分的b點，其控制過程可表示為:Uim↑

→Uom↑→|±UAGC|

→IE↓→β↓→

Uom↓←|Auo|↓←|yfe|↓←

Auo=p1p2|yfe|/g∑|yfe|∝IEQ或?∝IEQAuo————在反向AGC（ab段）中，IE必須隨著|±UAGC|16在正向AGC（bc段）中，IE必須隨著|±UAGC|的增大而增大，才能使β下降，增益降低，因此起始工作點應(yīng)選擇在β值較大處（b點），其控制過程可表示為:Uim↑

→Uom↑→|±UAGC|↑→IE↑→β↓→

Uom↓←|Auo|↓←|yfe|↓←Auo=p1p2|yfe|/g∑Auo|yfe|∝IEQ或?∝IEQ————在正向AGC（bc段）中，IE必須隨著|±UA17AGC的實現(xiàn)電路:(a)反向AGC(b)反向AGC(c)正向AGC圖5-1-4改變IE的AGC電路uBEuBEuBEAGC的實現(xiàn)電路:(a)反向AGC(b)反18

2.改變放大器的負(fù)載(集成電路)改變放大器的負(fù)載RL是在集成電路組成的接收機中常用的實現(xiàn)AGC的方法。由于放大器的增益與負(fù)載密切相關(guān)，因此通過改變負(fù)載就可以控制放大器的增益。在集成電路中，受控放大器的部分負(fù)載通常是晶體管的發(fā)射極輸入電阻（發(fā)射結(jié)電阻），若用AGC電壓控制管子的偏流，則該電阻也隨著改變，從而達到控制放大器增益的目的。2.改變放大器的負(fù)載(集成電路)改變放大19當(dāng)輸入信號增加時，改變負(fù)載RL的控制過程可以表示為:Uim↑→Uom↑→|±UAGC|↑→RL↓→gΣ↑→|Auo|↓→Uom↓當(dāng)輸入信號減小時，改變負(fù)載RL的控制過程可以表示為Uim↓→Uom↓→|±UAGC|↓→RL↑→gΣ↓→|Auo|↑→Uom↑從而達到調(diào)整輸出，即實現(xiàn)自動增益控制目的。Auo=p1p2|yfe|/g∑當(dāng)輸入信號增加時，改變負(fù)載RL的控制過程可以表示為:20本節(jié)小結(jié)：1.自動增益控制的目的

使接收機輸出信號基本不變。2.AGC的控制過程及增益控制的實現(xiàn)(1)改變發(fā)射極電流IEQ；(2)改變放大器的負(fù)載。本節(jié)小結(jié)：1.自動增益控制的目的21本講作業(yè)

1.反饋控制電路有哪些類型,各自的功能是什么?2.簡述自動增益控制的控制原理。本講作業(yè)1.反饋控制電路有哪些類型,各自的功能是什么?2.22任務(wù)5.1

自動增益控制電路

任務(wù)5.1

自動增益控制電路23本講導(dǎo)航教學(xué)目的:§5.1.1反饋控制電路概述1.了解反饋控制系統(tǒng)的概念、功能、類型、特點及基本原理2.理解AGC電路的組成、工作原理、性能分析及應(yīng)用

§5.1.2自動增益控制電路本講導(dǎo)航教學(xué)目的:§5.1.1反饋控制電路概述124教學(xué)重點及難點:AGC控制方式及其原理教學(xué)重點及難點:AGC控制方式及其原理25一、反饋控制電路的概念在通信系統(tǒng)和電子設(shè)備中，為了提高它們的性能指標(biāo)或?qū)崿F(xiàn)某些高性能要求，廣泛采用各種類型的控制電路。這些控制電路大都是利用反饋的原理實現(xiàn)對自身的調(diào)節(jié)與控制，因此統(tǒng)稱為反饋控制電路。若反饋系統(tǒng)都是閉環(huán)的系統(tǒng)，則稱為環(huán)路系統(tǒng)。§5.1.1反饋控制電路概述一、反饋控制電路的概念在通信系統(tǒng)和電子設(shè)備中，為26二、反饋控制電路的系統(tǒng)框圖圖5-1-1反饋控制電路的組成方框圖二、反饋控制電路的系統(tǒng)框圖圖5-1-1反饋控制電路的組成27工作過程:(1)標(biāo)準(zhǔn):Xo與XI具有確定的關(guān)系，即Xo=f(XI)(2)偏移:當(dāng)Xo≠f(XI)時，產(chǎn)生誤差量

Xe=f(XI-Xo)(3)控制與調(diào)整：Xe→被控對象→恢復(fù)Xo=f(XI)工作過程:28圖上所示X參量可以是電壓（電流）、頻率或相位。如果比較的參量是電壓或電流，則稱為自動增益控制電路(AGC)；如果比較的參量為頻率，則稱為自動頻率控制(AFC)；如果比較的參量是相位，則稱為自動相位控制電路或鎖相環(huán)路(PLL)。三.反饋控制電路的類型及特點圖上所示X參量可以是電壓（電流）、頻率或相位。三.反29

自動增益控制電路(AGC)，廣泛應(yīng)用于各類接收機中，是接收機的重要輔助電路之一。

其主要功能：根據(jù)輸入信號電平的大小，自動調(diào)整接收機的增益，從而使接收機在輸入信號幅度忽大忽小變化時保持輸出信號電平穩(wěn)定。即當(dāng)輸入信號很弱時，接收機的增益大；當(dāng)輸入信號很強時，接收機的增益小。這樣，當(dāng)信號場強變化時，接收機輸出端的電壓或功率基本穩(wěn)定。自動增益控制電路(AGC)，廣泛應(yīng)用于各類接收機中，是30

自動頻率控制電路(AFC)，又稱自動頻率微調(diào)電路，它利用反饋控制量自動調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩頻率，使振蕩器穩(wěn)定在某一預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)頻率附近，主要用于電子設(shè)備中穩(wěn)定振蕩器的振蕩頻率。

鎖相環(huán)（PLL）：實現(xiàn)無頻差的頻率控制。

自動頻率控制電路(AFC)，又稱自動頻率微調(diào)電路，31

反饋控制電路之所以能控制輸出參量并使之穩(wěn)定，其主要原因在于它能夠利用反饋量與參考量之間的誤差量實現(xiàn)對電路的控制，即利用存在的誤差來減小誤差。因此，在控制過程中，被控制量始終存在誤差，反饋控制只是維持誤差在一定范圍，并無法完全消除誤差。反饋控制電路之所以能控制輸出參量并使之穩(wěn)定，其主要32一、自動增益控制的工作原理§5.1.2自動增益控制(AGC)圖5-1-2具有AGC的超外差式調(diào)幅接收機方框圖一、自動增益控制的工作原理§5.1.2自動增益控制(A33AGC電路至少應(yīng)包括:

（1）產(chǎn)生一個隨輸入信號大小而變化的控制電壓，即AGC電壓；

（2）利用此AGC電壓去控制相關(guān)可控增益放大器，實現(xiàn)AGC。AGC電路至少應(yīng)包括:34

高放、中放的增益:

Auo=p1p2|yfe|/g∑

其中,p1p2

是接入系數(shù)，|yfe|是晶體管的正向傳輸導(dǎo)納，g∑是負(fù)載電導(dǎo)。|yfe|與IEQ成正比，即|yfe|∝IEQ或?∝IEQ?？梢?，控制Auo的方法有兩種：

1.改變發(fā)射極電流IEQ；

2.改變放大器的負(fù)載，使g∑隨增益而變化。二、AGC的控制實現(xiàn)方法:高放、中放的增益:Auo=p1p2|yfe|35

1.改變發(fā)射極電流IEQ(分立元件電路)

圖5-1-3晶體管β~IE曲線當(dāng)IE較小時，β隨的IE的增大而增大（ab段）；當(dāng)IE增至某一值IEQ后，β最大；若IE繼續(xù)增大，則β逐漸減小（bc段）。因此，根據(jù)晶體管的上述特點，利用AGC電壓控制IE，就可以實現(xiàn)AGC。Auo=p1p2|yfe|/g∑|yfe|∝IEQ或?∝IEQ1.改變發(fā)射極電流IEQ(分立元件電路)圖5-1-336利用β~IE曲線的上升部分（ab段）稱為反向自動增益控制(簡稱反向AGC);利用β~IE曲線的下降部分（bc段）稱為正向自動增益控制(簡稱正向AGC)。利用β~IE曲線的上升部分（ab段）稱為反向37在反向AGC（ab段）中，IE必須隨著|±UAGC|的增大而減小，才能使β下降，增益降低，因此起始工作點應(yīng)選擇在曲線上升部分的b點，其控制過程可表示為:Uim↑

→Uom↑→|±UAGC|

→IE↓→β↓→

Uom↓←|Auo|↓←|yfe|↓←

Auo=p1p2|yfe|/g∑|yfe|∝IEQ或?∝IEQAuo————在反向AGC（ab段）中，IE必須隨著|±UAGC|38在正向AGC（bc段）中，IE必須隨著|±UAGC|的增大而增大，才能使β下降，增益降低，因此起始工作點應(yīng)選擇在β值較大處（b點），其控制過程可表示為:Uim↑

→Uom↑→|±UAGC|↑→IE↑→β↓→

Uom↓←|Auo|↓←|yfe|↓←Auo=p1p2|yfe|/g∑Auo|yfe|∝IEQ或?∝IEQ————在正向AGC（bc段）中，IE必須隨著|±UA39AGC的實現(xiàn)電路:(a)反向AGC(b)反向AGC(c)正向AGC圖5-1-4改變IE的AGC電路uBE