新能优良结构简单的AGC电路设计
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 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。
ad603引脚图及引脚功能
表1：ad603引脚功能
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。
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。
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
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。
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。
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