电子电路综合设计规划 AGC自动增益控制 实验报告.doc

实验报告 实验5 自动增益控制电路的设计与实现 信息与通信工程学院 班级：2010xxxxxx班 姓名：xxx 学号：1021xxxx 班内序号：xx 课题名称： 自动增益控制电路的设计与实现 实验目的 了解AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器的应用。 掌握AGC电路的一种实现方法。 提高独立设计电路和验证实验的能力。 三、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 自动增益控制、反馈、电压跟随器 四、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。 五、设计思路、总体结构框图 设计思路： 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。 总体结构框图： 六、分块电路和总体电路的设计（含电路图） 1. 信号缓冲输入级电路 2. 直流耦合互补级联放大部分电路 3.输出级 自动增益控制部分 总体电路图如下所示： 七、所实现功能说明 已完成功能： 自动增益调节： 按照所设计的实验电路图在面包板上连接电路，并检查确认无错误。 调节函数发生器产生幅度及频率处于实验要求范围内的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，观察实验输出。 发现所设计的电路可以实现频率100HZ~5KHZ，幅度20mV~50mV的正弦信号输入时的信号放大自动增益调节。 示波器上显示的输出信号变化规律为先失真后恢复，断电后失真之后逐步变为0。 八、故障及问题分析 1.在连接电路完成之后接入电路，发现没有输出波形，经过调试发现导线连接正常，之后检查连接是否正确，发现连接过程中R16电阻被短路，未接入电路中，调整重连后发现输出出现正常波形。 2.在示波器出现正常波形后发现不能正常实现电路的自动增益调节功能，原因是电路输出波形在接入后就直接是无失真的，稳定前也是无失真的，不发生调节。在调节R15从1.5K至43K后电路开始可以实现自动增益调节功能。 3.该实验对输入信号的幅度要求范围为0.5mV~50mV，但是我的电路只能实现20mV~50mV的先失真后恢复，在调节电路中哥电阻大小后也未能实现该范围的扩大。 九、总结与结论 1.这个电路的理论以及实践难度较大。在分析电路以及连接电路时均较容易出现错误，由于元件较多，所以要连接电路做到横平竖直的话需要加大量导线甚至出现导线或元件互相叠压在一起的情况。 2.教材上给出的该电路中的电阻阻值大小仅供参考，在实验过程中是需要根据实际情况进行调整的。 3.通过本次实验，我对AGC电路有了初步的认识。在设计、搭建电路的同时，也巩固了所学过的知识，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 。通过了这么长时间的实验，我学会了电子测量和电子电路实验中使用的一些基本元件和一些基本的测量方法，例如面包板、示波器、万用表、晶体管毫伏表、函数信号发生器的使用方法，还有常用元器件如电阻、电容