基于JGF051A的AGC電路

自動增益控制習(xí)慣稱為AGC，其在測控系統(tǒng)中應(yīng)用很多。對于接收機(jī)來說，因?yàn)樘炀€上收到的外來信號場強(qiáng)并非恒定不變，其輸入端信號電平在很大范圍內(nèi)變化，而接收機(jī)的輸出功率是隨外來信號的大小而變化的，固定增益接收機(jī)的輸出端就會出現(xiàn)強(qiáng)弱非常懸殊的信號功率。為此，AGC電路在接收機(jī)中非常重要；其次，無論是晶體管放大器還是集成電路放大器，其放大的信號都有一個(gè)動態(tài)范圍，若輸入信號過大，會使放大器的末級工作于非線性區(qū)，造成傳輸信號的非線性失真。采用AGC電路進(jìn)行放大器的增益控制，能保證大信號輸入時(shí)不產(chǎn)生失真，且能擴(kuò)大放大器的動態(tài)范圍。另外，穩(wěn)定的中頻輸出，對信號的解調(diào)質(zhì)量是有很大的幫助的，所以一般中頻放大器也都采用AGC電路來保證穩(wěn)定的輸出。

目前，在接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)AGC的方法主要有兩種。一種是改變放大器本身的參數(shù)，使增益發(fā)生變化，典型的是采用雙柵場效應(yīng)管，通過改變其中某一柵的直流偏置電壓使增益發(fā)生變化；另一種是在放大器級間插入可變衰減器，控制衰減量，使增益發(fā)生變化，典型的是各種集成的可變增益放大器，常用的方案有采用ADI公司的AD603可變增益放大器結(jié)合簡單的AGC控制電路。本文基于中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所生產(chǎn)的集成中頻AGC放大器JGF051A實(shí)現(xiàn)的AGC電路為例，來介紹自動增益控制電路的設(shè)計(jì)方法。

電路構(gòu)架

基于JGF051A集成AGC放大器實(shí)現(xiàn)的AGC電路，具有較高的增益，動態(tài)范圍達(dá)70dB,頻帶寬度為10～200MHz，且電路結(jié)構(gòu)簡單。本文介紹的AGC電路（該電路在某測控系統(tǒng)中作為中放單元已經(jīng)得到運(yùn)用），其中心頻率40MHz，增益大于60dB，AGC動態(tài)范圍大于65dB，輸出信號電平基本穩(wěn)定在-10dBm。

圖1 JGF051A引腳功能

1 JGF051A工作原理

JGF051A具有單電源（+12V）供電，高增益（60dB），寬頻帶（10～200M）等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)低相位變化并具有信號強(qiáng)度指示以及AGC電壓指示（該指示可以實(shí)現(xiàn)電路和系統(tǒng)遙測指示）功能，通過調(diào)整18腳的電阻阻值還可以改變放大器的輸出幅度。其對應(yīng)關(guān)系如表1所示（常溫70MHz數(shù)值），簡化原理框圖如圖2所示。

圖2 JGF051A結(jié)構(gòu)框圖

2 AGC電路工作原理及基本調(diào)試

● AGC電路工作原理

選用JGF051A作為主放大器，就能實(shí)現(xiàn)增益以及AGC動態(tài)的指標(biāo)需求，前級只需加選頻濾波器就能夠?qū)崿F(xiàn)所需的指標(biāo)要求。但在實(shí)際使用過程中，為得到可靠的增益及較好的噪聲系數(shù)指標(biāo)，在前級加入了低噪聲放大器，另外還增加了遙測指示的實(shí)現(xiàn)，具體電路原理圖如圖3所示。

圖3 AGC電路原理圖

輸入信號經(jīng)過Z1（40M晶體濾波器）選頻后經(jīng)低噪放N1（HE365），直接送入AGC放大器N2（JGF051A）。其中，N3（LM140H-5.0）和N4(GF156)實(shí)現(xiàn)了遙測參數(shù)指示。本電路實(shí)現(xiàn)的是AGC起控指示。

● AGC電路調(diào)試

AGC放大器JGF051A的18腳為輸出功率調(diào)節(jié)引腳，通過調(diào)整電阻R16可以調(diào)整輸出功率，同時(shí)也可以調(diào)整起控電平。電阻越小，起輸出功率越小，起控電平越小。但需要注意的是隨輸出幅度的降低，輸出幅度隨溫度的變化會越大，為避免AGC出現(xiàn)失控，調(diào)節(jié)JGF051A的輸出幅度應(yīng)不小于-12dBm。因此在電路中加入Π型衰減網(wǎng)絡(luò)便于匹配調(diào)整，通過同時(shí)調(diào)整R16及∏型衰減網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)需求的輸出幅度、起控電平以及理想的起控指示。

實(shí)驗(yàn)分析

將整個(gè)電路按圖4所示連接進(jìn)行閉環(huán)測試。在測試過程中，通過調(diào)整信號源的輸入信號強(qiáng)度的大小，電路中Π型衰減網(wǎng)絡(luò)取2dB，輸出調(diào)節(jié)電阻取680Ω，測試相關(guān)參數(shù)如表2所示。

圖4 AGC測試框圖

由表2可以看出，輸入信號強(qiáng)度從 -65dBm到0dBm變化時(shí)，AGC控制電路能夠相應(yīng)地調(diào)節(jié)AGC控制電壓VAGC的大小，從而改變JGF051A的增益，使其輸出信號強(qiáng)度基本穩(wěn)定在-10dBm左右，整個(gè)控制范圍在65dB以上，滿足設(shè)計(jì)要求。另外本電路提供了AGC控制指示可以作為系統(tǒng)的遙測參數(shù)，還有較小的載波相位變化（能實(shí)現(xiàn)載波相位變化≤10的指標(biāo)）。另外，本電路可以通過調(diào)整參數(shù)，改變選頻濾波器的頻率，可以用在多種系統(tǒng)的接收中頻放大單元，在測控系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。