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AGC环路分析和设计考虑 目 录 第一章 问题的提出 1 第二章 AGC环路分析 2 2.1 AGC电路在通信系统中的作用 2 2.2 AGC环路原理分析 2 2.3 对AGC电路的要求 6 2.4 AGC系统主要质量指标分析 7 2.5 系统的动态特性分析 8 2.5.1 准备工作 8 2.5.2 运动方程式的建立及状态分析 9 2.6 模拟AGC系统的一般设计考虑 11 第三章 数字AGC系统特点及应用举例 13 3.1 数字AGC系统特点 13 3.2 数字接收机中AGC应用举例 13 第四章 总 结 16 参考文献 17  第一章 问题的提出 自动增益控制（AGC）第二章 AGC环路分析 2.1 AGC电路在通信系统中的作用 电子设备工作时，其输出功率是随着输入信号幅度的大小而变化的，输入信号强时，设备输出功率大；输入信号弱时，输出功率小。通信条件的改变，如通信距离和频率的改变，电离层和对流层等传播条件的改变，接收机所处环境的改变等等，会使接收机输入信号有很大的差异，而且许多情况下信号强度的变化是随机的甚至是快速的。我们希望设备输出电平变化范围尽可能的小，避免过强的信号使晶体管和终端器件过载而引起非线性失真及损坏器件。因此在输入弱信号时，接收机应有很高的增益，而在强输入信号时，接收机增益应小一些。只靠人工增益控制来实现这种要求是困难的，故必须采用AGC电路。 AGC电路的作用是稳定设备的输出电平，即当输入信号电平变化很大时保持设备输出电平尽量稳定，或在允许的范围内变化。此外，AGC电路还可减小由于电路参数变化引起的接收机输出电平的变化。 2.2 AGC环路原理分析 图（2-1） AGC环路的一般模型如上图所示，是一个直流电压负反馈系统，控制信号代表信道输出幅度检波后的直流值与参考电压之间的误差值，若输入信号幅度变化， 则控制信号也随着变化，其作用是使误差减小到最小值。 AGC系统从根本上说是一个非线性系统。很难得到描述系统动态特性的非线性动态方程的通解。但是，对于一些系统，可以求得系统的闭环解。对于大多数系统可以根据系统的小信号模型导出近似解。 图（2-2）线性（以分贝为单位）AGC系统 图（2-2）是一个能用解析法求解的线性AGC系统。在这个系统中，可变增益放大器VGA的增益为G，服从以下的控制律： (2-1) 因此： (2-2) ，表示输入输出信号的包络幅度，是一个常数，a是VGA的一个常量因子，对数放大器的增益。控制电压 （2-3） K2为包络检波器的增益，F(s)为滤波器的传递函数。由（2-2）式得到 (2-4) 控制电压为： (2-5) 即： (2-6) 因为我们只对输入输出之间的关系感兴趣，则令，得到 对输入信号的响应为： (2-7) 因为由对数运算有下式关系： (2-8) 所以，可得到下式： （dB） (2-9) 令eo和ei分别表示以分贝为单位的输出和输入，则： (2-10) 因此，只要给出的输入量和输出量以分贝为单位表示，则具体的AGC 电路便可以用线性微分方程来描述。该AGC系统就可以用如下图所示 的线性负反馈系统等效方框图来描述。 图（2-3）线性(以分贝为单位)AGC系统等效方框图 图（2-3）中，环路的动态特性由滤波器的传递函数F（S）和可变增益放大器的系数a来描述。由于环路带宽必须受到限制，使它对存在于输入信号的任何幅度调制不作出响应，所以F（S）必须是低通滤波器。环路的稳定性取决于滤波器的阶数和环路增益。随着输入幅度的变化而产生的输出稳态增益为： (2-11) 式中F（0）为滤波器的直流增益。应该使增量Δeo随输入幅度的变化尽可能小。为达到这一目的，应使直流环路增益尽可能大。 能够运用在此系统中的最简单的F（S）是一阶低通滤波器，且它的传递函数被定义为： (2-12)