原创 一种结构简单性能优良的AGC电路

　　短波数字通信系统中接收机的AGC电路采用AD603可变增益放大器结合简单的AGC控制电路来实现，具有较高的增益，动态范围达70dB，频带宽度为90MHz，且电路结构相当简单。

　　短波接收机在接收信号时，由于电离层的变化、衰落和接收信号条件等不同，其输入端信号电平在很大范围内变化。而接收机的输出功率是随外来信号的大小而变化的，接收机的输出端会出现强弱非常悬殊的信号功率。为此，短波接收机中非常强调自动增益控制(AGC)电路。AGC电路是一种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的自动控制电路。AGC的基本原理是产生一个随输入电平而变化的直流AGC电压，利用AGC电压去控制某些放大部

　　目前，在短波接收机中放大器增益的控制方法主要有两种。一种是改变放大器本身的参数，使增益发生变化，典型的是采用双栅场效应管，通过改变其中某一栅的直流偏置电压使增益发生变化；另一种是在放大器级间插入可变衰减器，控制衰减量，使增益发生变化，典型的是各种集成的可变增益放大器，本文讨论的AGC电路就是采用ADI公司的AD603可变增益放大器结合简单的AGC控制电路来实现的。要求增益大于50dB，AGC动态范围大于65dB，输出信号电平基本稳定在-10dBm。

　　AD603工作原理

表1：AD603引脚功能

　　AD603是低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系。管脚间的连接方式决定了可编程的增益范围，增益在-11～+30dB时的带宽为90MHz，增益在+9～+41dB时具有9MHz带宽，改变管脚间的连接电阻，可使增益处在上述范围内。该集成电路可应用于射频自动增益放大器、视频增益控制、A/D转换量程扩展和信号测量系统，简化原理框图如图1所示。

图1：AD603的原理框图

　　AD603由无源输入衰减器、增益控制界面和固定增益放大器三部分组成。图中加在梯型网络输入端(VINP)的信号经衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量是由加在增益控制接口的电压决定。增益的调整与其自身电压值无关，而仅与其差值VG有关，由于控制电压GPOS/GNEG端的输入电阻高达50MΩ，因而输入电流很小，致使片内控制电路对提供增益控制电压的外电路影响减小。以上特点很适合构成程控增益放大器。图1中的“滑动臂”从左到右是可以连接移动的。当VOUT和FDBK两管脚的连接不同时，其放大器的增益范围也不一样。

　　当脚5和脚7短接时，AD603的增益为40Vg+10，这时的增益范围在    -10～30dB，本文的设计就是这样应用的。当脚5和脚7断开时，其增益为40Vg+30，这时的增益范围为10～50dB。如果在5脚和7脚接上电阻，其增益范围将处于上述两者之间。

　　AGC电路工作原理及增益的分配和计算

　　AGC电路工作原理

　　选用AD603作为主放大器，两片AD603采用顺序级联形式，充分发挥每一片AD603的增益控制功能。AGC检波由9018完成，9018同时送出AGC控制电压。完整的放大器及AGC电路如图2所示。

　　经两级AD603放大的信号，一路由J2送入下一级信号通道，另一路则由C10输入到9018用于AGC检波。9018的发射极PN结完成AGC检波，并由集电极经电容CAGC滤波后送出AGC控制电压VAGC。

　　输入信号增大时，9018的基极瞬时电流也增大，相应的集电极电流也跟着增大，从而R7两端的瞬时压降也增大，则集电极瞬时电压减小，经滤波后得到的VAGC也相应减小；同样，输入信号减小时，VAGC则会增大，即VAGC与输入信号的强度成反比，符合AGC电压反向控制要求。

　　AD603的2脚对地压降固定，1脚对地压降即为VAGC，从而1、2脚的电压差V12受VAGC的控制。AD603的增益可表示为：G=40·V12+10。由此可见，随着VAGC的增加，V12也增加，则AD603的增益变大；相反，若VAGC减小，V12也减小，则AD603的增益变小，从而使两级AD603的输出恒定在某个信号强度上。AGC时间常数的调整可以通过改变CAGC的容值来实现。

　　AGC增益的分配和计算

　　两片AD603采用顺序级联模式有利于控制精度和信噪比的提高。而顺序级联模式要求在放大信号时先启用第一片AD603的增益，用尽后再用第二片的增益。由AD603的增益计算公式可知，当V12在-500～500mV之间时，其增益在-10～30dB范围内变化，则两片AD603的V12之间应有1V的电压差，反应在图2中，即两片AD603的2脚之间有1V的压降。