自动增益控制电路实验报告讲述.docx

自动增益控制（AGC）电路的设计与实现实验报告姓名：________________________________________班级：_______________________________班内序号：______________________________学号：________________________________一、课题名称自动增益控制（AGC）电路的设计与实现二、实验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个很小范围内变化的特殊功能电路，简称为?AGC?电路。本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。关键词自动增益 电压跟随器 反馈三、设计任务要求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：?输入信号0.5～50mVrms；?输出信号：0.5～1.5Vrms；?信号带宽：100～5KHz；?设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）及印制电路板图（PCB）。2、提高要求：?1）设计一种采用其他方式的AGC电路；?2）采用麦克风作为输入，8Ω喇叭作为输出的完整音频系统。3、探究要求：?1）如何设计具有更宽输入电压范围的AGC电路；?2）测试AGC电路中的总谐波失真（THD）及如何有效的降低THD。四、设计思路、总体结构框图AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器（VGA）以及检波整流控制组成，本实验中电路采用了短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，从而简单而有效的实现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。可变电阻采用基极-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Vreg和大阻值电阻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.。对于输入Q1集电极的正电流的所有可用值，Q1的集电极－发射极饱和电压小于它的基极－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，在相当大的电流范围内，微分电阻都正确地遵守这一规则。图中所示的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100dB。信号范围0.5-50mVrms信号范围0.5-1.5 Vrms五、分块电路和总体电路的设计（含电路图）1.分块电路1）驱动缓冲级其设计电路图如图4所示，当输入信号VIN驱动缓冲极Q1时，组成基极集电极输出的共射电路，它的非旁路射极电阻R3有四个作用：它将Q1的微分输出电阻提高到接近公式（1）所示的值。该电路中 的微分输出电阻增加很多，使R4的阻值几乎可以唯一地确定这个输出电阻。RD1≈rbe+(1+βrce/rbe)(R3//rbe) （1）由于R3未旁路，使Q1电压增益降低至：AQ1=－βR4/〔rbe+(1+β)R3〕≈－R4/ R3 (2)如公式（2）所示，未旁路的R3有助于Q1集电极电流－电压驱动的线性 响应。Q1的基极微分输入电阻升至RdBASE=rbe+(1+β)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。实验测试得晶体管Q1放大倍数很小，起到稳定输入的缓冲作用。 驱动缓冲级电路2）直流耦合互补级联放大部分图中晶体管Q2为NPN管，Q3为PNP管，将Q2的集电极与Q3的基极相连，两个管子实现共射—共射放大，利用直流耦合构成互补放大器，为电路提供大部分电压增益。 直流耦合互补级电路3）输出级电路Q3集电极与Q4的基极相连，电流信号从Q4发射极流出，为共集电路，利用了共集射极跟随器的特点，。。。。另外，R14将发射极输出跟随器Q4与信号输出端隔离开来。 输出级电路4）自动增益控制部分电路（AGC）电路图如图所示，其中R4构成可变衰减器的固定电阻，类似于图2中的电阻R1，而Q6构成衰减器的可变电阻部分， Q5为Q6提供集电极驱动电流，Q5的共射极结构只需要很少的基极电流，而射极电流流入Q6集电极，由于可变电阻的阻值与其流过的电流成反比，可改变电阻值。因为电阻R17与C6并联，由于有二极管D1、D2单向导通作用，C6只能通过R17放电，故R17决定了AGC的释放时间。在实际中，R17阻值可以选得大一的，延长AGC释放时间，方便观察。电阻R19用于限制通过Q5和Q6的最大直流控制电流。D1和D2构成一个倍压整流器，从输出级Q4提取