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摘 要： [摘要]超高頻段通訊中，由于復雜的信道環境以及多徑效應等的影響，信號到達接收機時可能具有巨大的動態范圍致使接收機前端出現阻塞甚至燒毀。即使前級具有衰減或增大等AGC(自動增益控制)功能，但在工廠等惡劣環境中可能產生到達基帶解調器時仍無法正常工作，
[摘要]超高頻段通訊中，由于復雜的信道環境以及多徑效應等的影響，信號到達接收機時可能具有巨大的動態范圍致使接收機前端出現阻塞甚至燒毀。即使前級具有衰減或增大等AGC(自動增益控制)功能，但在工廠等惡劣環境中可能產生到達基帶解調器時仍無法正常工作，因此有必要在解調器前增置低頻AGC電路，實現信號在到達解調器時在較大的動態范圍內都保持恒定，以保證基帶解調的正確實現。
[關鍵詞]信道自動增益控制檢波場效應管變阻
1.引言
現代通訊中，在UHF頻段電波遇到各種障礙物時會發生反射和散射現象，對直射波會引起干涉，在距接收機較近的環境中各路徑波束會急劇疊加，產生多徑衰落現象。天氣、地形等影響，也會加劇電波的繞射、反射和損耗。同時在多信道通訊中，在轉換信道時可能會出現信號的急劇動蕩。這些都對接收機的選址，尤其是對接收機的動態范圍提出了嚴格的要求。
現代通訊接收機中為使到達基帶的信號具有合理的動態范圍，都在中頻添加AGC電路。但在一些特殊應用中，由于使用環境的復雜導致僅有中頻AGC不能完全滿足要求，需要在基帶處理前加入二級AGC電路。本文面對此問題，設計了一種簡易的低頻AGC電路，具有結構簡單、使用環境多樣化、電路穩定、動態范圍廣等特點。
2.設計原理
2.1常用AGC原理
到達基帶的信號能夠正確解調的前提是信號一定要在解調器的可識別范圍內，這就要求對到達的信號進行增益控制。引入增益控制會帶來一些問題，增益控制是一種閉環控制方式，一般它會引起系統三方面問題：(1)穩定性。(2)控制惰性，即反饋具有滯后性。(3)控制范圍，通常與調制方式有關。其中穩定性至關重要，因為增益控制是反饋回路，設計不當會引起電路自激，毀壞系統。常用控制增益的方法：模擬方法和數字方法。模擬方法如利用改變晶體管的直流工作狀態的方法控制增益。當Ic變化時，正向傳輸導納也隨之變化增益也改變�？刂品绞接姓駻GC和反向AGC。正向用增加Ic來實現增益控制，反向用減小Ic來實現增益控制，兩者都使增益下降，但通常可控的動態范圍不大。同時隨著工作溫度上升，增益穩定范圍也會發生變化。數字實現方法為利用查找表映射的方法，利用A/D器件和可編程器件結合，將輸入信號采樣，量化后根據換算關系查表實現增益的穩定，具有控制范圍廣，穩定精準等特點。
2.2設計原理
在UHF無線收發模塊中當接收機輸出的音頻信號送至解調器時要求穩定在Vpp=lV，同時疊加2.5V的直流，以保證解凋器正確解調。因此有必要在信號送至解調器前經過AGC電路，確保正確解調。設計中采用模擬方法實現。經過試驗，采用運放和MOSFET管結合的方法可實現VCA(電壓控制放大器)功能，其中運放采用減法電路方法，FET管作為減法電路的一個可變電阻，如圖l所示。
3.電路實現及驗證
系統要求當混頻輸出的峰峰值在50mV～5V時，AGC輸出要穩定在峰峰值1V左右，同時疊加2.5V的直流，以滿足調制需要，只提供+12V電源。系統數字調制部分采用MSK調制，兩個頻點為1200Hz和1800Hz，同時也要傳輸音頻信號。所以AGC的頻率范圍只要覆蓋整個音頻范圍即可。電路實際設計中，關鍵因素有三個：(1)找到線性度好的MOS—FET用作變阻器。(2)精準穩定的峰值檢波電路。(3)把峰值檢波出的電壓轉換到反饋需要的幅度范圍內。經反復試驗，選定IRFZ34管作為變阻器件，I與v曲線由圖2所示。峰值檢波單元采用運放、二極管和RC濾波相結合的方法。試驗發現若檢波反饋值調整放在檢波單元后容易影響檢波效果，所以最終電路中將反饋值調整單元放在檢波單元前實現。因為系統的單電源要求和最終送至解凋器的波形要疊加2.5V直流，電路又加入分壓驅動電路和疊加電路。電路結構如圖3所示。
圖3中R1，R2，R3，R4和OPAl用于提高電路的輸入阻抗和提升信號電壓范圍，使輸入信號全周期內大于0V，確保運放全周期內都能工作，大電阻用于防止由于前級的負載效應導致電路性能下降。R5，MOSFET管IRFZ34，R6，R7和OPA2組成受控增益變化單元，增益受MOSFET柵極電壓控制。由于輸入此級的信號疊加有直流，所以FET管的源極和R6也接至疊加電壓，保證同電位。R8，R9，R10和OPA3組成前置反饋信號調整單元，可用于調整反饋信號的大小。R11，R12，IN4148和OPA4構成峰值檢波單元，此結構檢波性能良好。c1和Rl3組成濾波單元。R14。R15，R16，R17和OPA6用于對OPA2輸出的信號疊加直流后輸出。R18，R19，R20和OPA5用于+12V電源的分壓后利用電壓跟隨器方式輸出，增強分壓后驅動能力。經過測量驗證，Vin的峰值從20mV到5V時，輸出峰值都能穩定在1V左右，若加大分壓后，動態范圍將更大。頻率范圍在O-30K都能正常工作，完全滿足設計要求。
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4.結語
本文分析了AGC電路的基本原理，結合系統要求設計出了簡單實用的AGC電路。根據表1計算，電路具有20mV(26dBmV)~10V(80dBmV)共54dB的動態范圍。完全滿足了系統要求50mV一5V的動態需求，且可靈活組合使用。即解決了由成品VCA構成AGC電路要求雙電源的缺點，又能填補數字方法復雜、成本較高的缺陷，在工程中具有實用價值。
