自动增益控制-AGC-结型场效应管-KIA MOS管

自动增益控制（AGC）

自动增益控制线路，简称AGC线路，A即AUTO（自动），G即GAIN（增益），C即CONTROL（控制）。

AGC是输出限幅装置的一种，是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整，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。

使得接收机不至于因为输入信号太小而无法正常工作，也不至于因为输入信号太大而发生饱和或堵塞。在电路设计中，这种线路被大量的运用，从尖端的雷达技术到日常的广播电视系统，自动增益控制无疑很好的解决了各种技术中存在的信号强度问题。

目前，实现自动增益控制的手段有很多，两种简单的适用于低频段小信号处理系统的AGC电路：一种是将运算放大器与结型场效应管结合，利用结型场效应管工作在可变电阻区来实现自动增益控制的目的；另一种是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。

自动增益控制的基本概念

接收机的输出信号取决于输入信号和接收机的增益。由于各种原因，接收机的输入信号变化范围往往很大，信号弱时可以是一微伏或几十微伏，信号强时可达几百毫伏，最强信号和最弱信号相差可达几十分贝。这个变化范围称为接收机的动态范围。

影响接收机输入信号的因素很多，例如：发射台功率的大小、接收机离发射台距离的远近、信号在传播过程中传播条件的变化(如电离层和对流层的骚动、天气的变化)、接收机环境的变化(如汽车上配备的接收机)，以及人为产生的噪声对接收机的影响等。

为了防止强信号引起的过载，需要增大接收机的动态范围，这就要有增益控制电路。能够使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的控制电路，简称自动增益控制AGC (Automatic Gain Control)电路，它能够在输入信号幅度变化很大的情况下，使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化，不至于因为输入信号太小而无法正常工作，也不至于因为输入信号太大而使接收机发生饱和或堵塞。

现在，AGC电路已广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统中，并且在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统以及雷达、广播电视系统中也得到了广泛的应用。

AGC电路目前概括起来有模拟AGC和数字AGC电路。AGC环路可以放在模拟与数字电路之间，增益控制算法在数字部分来实现，合适的增益设置反馈给模拟可变增益放大器（VGA）。

现在的自动增益控制方法可以分为以下3类：基于电路反馈的自动增益控制；基于光路反馈的自动增益控制；光路反馈和电路反馈相结合的自动增益控制。

自动增益控制的原理

自动增益控制电路的作用是：当输入信号电压变化很大时，保持接收机输出电压恒定或基本不变。

简单来说就是当输入信号很弱时，接收机的增益较大；当输入信号很强时，自动增益控制电路进行控制，使接收机的增益变小。这样，当接收信号强度变化时，接收机的输出端的信号基本不变或保持恒定。

为实现上述要求，必须有一个能随外来信号强弱而变化的控制电压或电流信号，利用这个信号对放大器的增益自动进行控制。

我们设计的AGC 电路的基本原理是随着输入信号幅度的变化产生一个相应变化的直流电压(AGC 电压)，利用这一电压去控制一种可变增益放大器的放大倍数(或者控制一种可变衰减电路的衰减量)：

当输入信号幅度较大时AGC 电压控制可变增益放大器的放大倍数减小(或者增大可变衰减电路衰减量)，当输入信号幅度较小时AGC 电压控制可变增益放大器的放大倍数增加(或者减小可变衰减电路衰减量)。

这里，我们将AGC电压作用于结型场效应管的栅极，通过改变场效应管源漏极间的电阻来控制运算放大器的放大倍数，进而达到自动增益控制的目的。

自动增益控制电路设计

利用结型场效应管工作在可变电阻区，通过改变场效应管源漏极间的电阻来控制运算放大器的放大倍数，进而实现自动增益控制。

电路原理图：

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