基于JGF051A的AGC电路

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　　自动增益控制习惯称为AGC，其在测控系统中应用很多。对于接收机来说，由于天线上收到的外来信号场强并非恒定不变，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，固定增益接收机的输出端就会出现强弱非常悬殊的信号功率。为此，AGC电路在接收机中非常重要；其次，无论是晶体管放大器还是集成电路放大器，其放大的信号都有一个动态范围，若输入信号过大，会使放大器的末级工作于非线性区，造成传输信号的非线性失真。采用AGC电路进行放大器的增益控制，能保证大信号输入时不产生失真，且能扩大放大器的动态范围。另外，稳定的中频输出，对信号的解调质量是有很大的帮助的，所以一般中频放大器也都采用AGC电路来保证稳定的输出。　　目前，在接收机中实现AGC的方法主要有两种。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，常用的方案有采用ADI公司的AD603可变增益放大器结合简单的AGC控制电路。本文基于中国电子科技团体公司第十三研究所生产的集成中频AGC放大器JGF051A实现的AGC电路为例，来先容自动增益控制电路的设计方法。　　电路构架　　基于JGF051A集成AGC放大器实现的AGC电路，具有较高的增益，动态范围达70dB,频带宽度为10～200MHz，且电路结构简单。本文先容的AGC电路（该电路在某测控系统中作为中放单元已经得到运用），其中心频率40MHz，增益大于60dB，AGC动态范围大于65dB，输出信号电平基本稳定在-10dBm。　　图1 JGF051A引脚功能　　1 JGF051A工作原理　　JGF051A具有单电源（ 12V）供电，高增益（60dB），宽频带（10～200M）等优点，可以实现低相位变化并具有信号强度指示以及AGC电压指示（该指示可以实现电路和系统遥测指示）功能，通过调整18脚的电阻阻值还可以改变放大器的输出幅度。其对应关系如表1所示（常温70MHz数值），简化原理框图如图2所示。　　图2 JGF051A结构框图　　2 AGC电路工作原理及基本调试　　● AGC电路工作原理　　选用JGF051A作为主放大器，就能实现增益以及AGC动态的指标需求，前级只需加选频滤波器就能够实现所需的指标要求。但在实际使用过程中，为得到可靠的增益及较好的噪声系数指标，在前级加入了低噪声放大器，另外还增加了遥测指示的实现，具体电路原理图如图3所示。　　图3 AGC电路原理图　　输入信号经过Z1（40M晶体滤波器）选频后经低噪放N1（HE365），直接送入AGC放大器N2（JGF051A）。其中，N3（LM140H-5.0）和N4(GF156)实现了遥测参数指示。本电路实现的是AGC起控指示。　　● AGC电路调试　　AGC放大器JGF051A的18脚为输出功率调节引脚，通过调整电阻R16可以调整输出功率，同时也可以调整起控电平。电阻越小，起输出功率越小，起控电平越小。但需要留意的是随输出幅度的降低，输出幅度随温度的变化会越大，为避免AGC出现失控，调节JGF051A的输出幅度应不小于-12dBm。因此在电路中加入Π型衰减网络便于匹配调整，通过同时调整R16及∏型衰减网络可以实现需求的输出幅度、起控电平以及理想的起控指示。　　实验分析　　将整个电路按图4所示连接进行闭环测试。在测试过程中，通过调整信号源的输入信号强度的大小，电路中Π型衰减网络取2dB，输出调节电阻取680Ω，测试相关参数如表2所示。　　图4 AGC测试框图　　由表2可以看出，输入信号强度从 -65dBm到0dBm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JGF051A的增益，使其输出信号强度基本稳定在-10dBm左右，整个控制范围在65dB以上，满足设计要求。另外本电路提供了AGC控制指示可以作为系统的遥测参数，还有较小的载波相位变化（能实现载波相位变化≤10°的指标）。另外，本电路可以通过调整参数，改变选频滤波器的频率，可以用在多种系统的接收中频放大单元，在测控系统中得到了广泛应用。