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一种结构简单性能优良的 AGC 电路(图)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 去控制某些放大部件(如中放)的增益，使接收机总增益按照一定规律 而变化AGC 电路主要由控制电路和被控电路两部分组成控制电路就是 AGC 直流电压的 产生部分，被控电路的功能是按照控制电路所产生的变化着的控制 电压来改变接收机的增益目前，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-10dBmAD603AD603 工作原理工作原理表 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AGCAGC 电路工作原理及增益的分配和计算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 的压降图 2：放大器及 AGC 电路根据实际设计应留有一定的余量将第一片 AD603 的增益范围定为 -6～30dB，则相应的 V12 为-400～500mV，而其 2 脚已固定在 5.5V，故 1 脚的 控制电压即 VAGC 应为 5.1～6V。

第二片 AD603 的增 益范围定为-10～24dB，则 相应的 V12 为-500～350mV，而其 2 脚已固定在 6.5V，故 1 脚的控制电压即 VAGC 应为 6～6.85V，两片顺 序级联后的总增益范围为-16～54dB，如图 3 所示图 3：AGC 增益分配情况由以上分析可知，当 AGC 控制电压 VAGC 从 5.1V 到 6.85V 变化时，两级 AD603 的总增益将从-16dB 到 54dB 线性增加现在需要做的 是调整 9018 的工 作点，使得当输入信号适当变化时，能够从 9018 的集电极取出从 5.1V 到 6.85V 变化的 AGC 控制电压 VAGC由图 2 可以看出， VAGC 的大小取决于 R7 的 阻值和集电极电流的大小在无信号输入时，调整 9018 的静态工作点，使 9018 发射极的 PN 结处于近 似截止状态，并调整 R7 的阻值使得 VAGC 为 6.85V，此时两级 AD603 的增益全 部放开，即 54dB；当有信号输入，但其信号强度尚不能使 9018 发射极的 PN 结 导通时，AGC 处于失控状态，输出信号将随着输入信号 强度的增大而增大；当 信号强度足以使 9018 发射极的 PN 结导通时，9018 处于 AGC 检波状态，此时 AGC 开始起控，VAGC 大约以 25mV/dB 的速 率下降，直至下降到 5.1V。

对应的 两级 AD603 的增益也开始逐渐从 54dB 下降到-16dB，先是第二级 AD603 的增益 逐渐从 24dB 下降到- 10dB，然后第一级 AD603 的增益也开始逐渐从 30dB 下降 到-6dB此时，AGC 进入饱和点，输入信号强度再增大时，AGC 已失去控制作用， 输出 信号又将随着输入信号强度的增大而增大这就是 AGC 的整个控制过程， 即随着输入信号强度的不断增大，AGC 将历经失控、开始起控、进入饱和、再 次失控的 控制过程● AGC 起控点与饱和点的选取和计算AGC 起控点与饱和点的选取应根据具体的应用来计算假设要求信号经 AGC 放大后，其信号强度稳定在 W(dBm)，AGC 增益范围为 Ga～Gb (dB)，则 AGC 起 控点电平(dBm)为 W-Gb；AGC 饱和点电平(dBm)为 W-Ga在应用中，要求信号经 两级 AD603 的放大后，其信号强度基 本稳定在-10dBm，而 AGC 增益范围为- 16～54dB，因此 AGC 起控点电平应为-10-54=-64(dBm)；AGC 饱和点电平应为- 10- (-16)=6(dBm)故此 AGC 所能处理的信号的动态范围为-64～6dBm，共 70dB。

AGC 起控点的调整可通过改变 R5 的阻值来实现事实上，改变 R5 的阻值 也就是调整 9018 发射极的 PN 结压降此 PN 结用于 AGC 检波时，其压降 大约 被偏置在 500～700mV 之间假设在工作过程中此 PN 结的瞬时压降为 600mV 时， AGC 开始起控，又假设要求的 AGC 起控点电平为-30dBm (20mV)，那么，可以通过调整 R5 的阻值使得此 PN 结被偏置在 580mV，则当输入信号电平达到 20mV 时， 此 PN 结的瞬时压降为 600mV，AGC 开始起控以上只是定性的近似分析，在实 际电路的实现中，要根据测量结果，反复调整 R5 的阻值，才能满足 AGC 起控点 的要求当然，AGC 起控点有一个下 限就图 2 所示 AGC 控制电路来讲，其 AGC 控制下限取决于 9018 发射极 PN 结压降的调整精度，经实际测量，此值大 约在 100μV(-76dBm)左 右实验数据图 4：AGC 测试框图将整个电路按图 4 所示连接进行闭环测试在测试过程中，通过调整 HP- 8920A 的可变衰减器来改变输入信号强度的大小，输出信号强度由 HP-E4405B 观测，同时，通过万用表测试 VAGC 的电压值，测试数据如表 2 所示。

表 2：AGC 测试数据由表 2 的测试数据可以看出，输入信号强度从-64dBm 到 6dBm 变化时，AGC 控制电路能够相应地调节 AGC 控制电压 VAGC 的大小，从而改变 AD603 的增益， 使其输出信号强度基本稳定在-10dBm，整个控制范围在 70dB 以上，满足设计要 求。