Otomatik kazanç kontrolü (AGC) sayısız analog ve karışık imza sistemleri arasında kullanılan temel bir geri bildirim tekniğidir - AM/FM radyo ve hücresel temel istasyonlardan profesyonel ses kompresörleri ve tıbbi enstrümantasyona kadar.Ana hedef basit: girişli bir amplitüdün üzerinde geniş varyasyonlara rağmen, tasarım yükselticileri (op-amps), yüksek kazançları ile yüksek giriş tespitleri ve düşük maliyetle, mükemmel bir platform sağlamak için mükemmel bir platform sağlamak.

AGC Loop Fundamentals'ı Anlamak

AGC sistemi olumsuz bir geri besleme kontrol döngüsüdür. Giriş sinyali değişken bir giriş yükselticisi (VGA) Kombinasyonun küçük bir kısmı amplitüdün sensörüne beslenir, bu gerilimin arttığı zaman, sağlandığında, sabit veya örtülü bir şekilde azalır - sabit bir referans ile yapılır ve hata sinyali VGA'nın çıktısını azaltır.

En önemli performans parametreleri şunlardır:

  • [[Düzücük oranı: [Dönetici: [Dönder:0) Kompresyon oranı:[Dönder:0)[Dönetici:0) Kompresyon oranı: [Dönder: [Dönder:0] Çıktıdaki değişim, girişteki değişim amplifiğe bölünmüştür (in dB). 10:1 oranı 10 dB giriş artışı anlamına gelir.
  • [FONT=0)Attack zamanında:[Dönetici:[Dönetici:0) Kontrol döngüsü için gerekli olan süre giriş seviyesinde aniden artışlara cevap vermek için gereklidir. Tipik olarak, çıktının son değerinin %10'u içinde aldığında patlamanın başlamasından ölçülecektir.
  • [FONT:0)Release zamanı:[[Dönetici:0) Geri giriş seviyesinden sonra geri dönmenin zamanı orijinal değere geri dönmenin ardından geri dönmenin gerekliydi.
  • [FONT:0)Toplu harmonik dezenfeksiyon (THD): ), Kontrol elemanı tarafından tanıtıldı, özellikle JFET veya OTA. Low-distortion tasarımları, THD'yi ses uygulamaları için% 0.1 altında tutar.
  • [FONT:0]Dynamic aralığı:[Dynamic aralığı:[Dynamic aralığı:[Dynamic aralığı:[DDDynamic aralığı:[DDDDynamic aralığı:[DDDDDynamic|Dynamic|D) döngünün, klip veya sinyal kaybı olmadan lineer işlemi koruyabileceği bir dizi girişin üzerinde amplifikasyon veya sinyal kaybı olmadan muhafaza edebileceği.

Bu parametreleri anlamak, bileşenler seçmeden önce önemlidir, çünkü zaman sabitleri, önyargı gerilimlerini kullanıyor ve geçici topolojiyi kazanacaklardır. döngünün istikrarı da dedektörlerin sağladığı aşama marjına bağlıdır, kontrol elemanı kapasitance ve artırılmış bir saldırı ile bir sistem aşırı askıya alınabilir; çok yavaş bir saldırı kesintiye uğratacaktır.

Bir Op-Amp AGC'nin Temel Yapı Blokları

Her opamp AGC devre dört temel bloktan oluşur: değişken bir giriş yükselticisi, bir amplitüdücü, bir averme filtresi ve bir kontrol-süratör. Aşağıdaki bileşenler çoğu uygulama için yaygındır.

Operasyonel Ampiksiyon

Kazananın kullandığı aflama, yüksek bant genişliğine sahip olmalıdır, ancak yüksek çözünürlükte 8,4 $ (JFET) elde edilen yüksek çözünürlükte (JFET) yüksek çözünürlükte (D) yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte (D) yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte (CFLT) ve düşük çözünürlükte 100 $) ile daha düşük çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte (JFET) ile kontrol edilen yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanılabilir.

Lig-Control Element Seçenekleri

Değişken element, AGC'nin kalbidir: Üç ortak yaklaşım var:

  • [FONT=0]JFET, bir gerilim kontrollü direnici (VCR): [Dönetici: 1 ) Bir n-FLT (e.g., 2N3819, J201) ohmik bölgede (V) çalışır (Dönder) veltme; 100 mV) Bu tür bir geri dönüş için sıfırdan yukarı doğru hareket eder.
  • [FONT:0)Operasyonel transkondüktör (OTA): ) LM13700 gibi cihazlar transkondüktör g)[Döneticileri ile sabit bir şekilde orantılı olarak, dışsal bir önyargıya sahip olduğum için ABC)[Döneticileri beslemeye gerek yok[Döneticileri kontrol etmek için gerekli olan OTAS[Döneticileri ile ayarlanabilir.
  • [FONT=0)Dedik gerilim kontrollü yükselteç (VCA): [Dönetici: 0,8 veya [[Dönetici:2)8336[Dönetici: 3 ), kazanı, kontrol portunu entegre eder ve genellikle en düşük dinamik aralığı sunar. AD8336, örneğin, 80 MHz ve bozulma bant genişliği ile 40 dB kazanır -70 dBc.

Bu seçenekler arasında seçim gerekli dinamik aralığı, dismeksiyonu ve maliyete bağlıdır. Çoğu hobici ve düşük maliyetli tasarım için JFET VCR yaklaşımı yeterli. Profesyonel ses için, OTA veya özel VCA tercih edilir.

Amplitude Tespit Yöntemleri

Sensör, doğrulayıcıların düşük seviyeli sinyallerin (0.3-0.7 V) İlerideki gerilim damlatımı nedeniyle DC gerilimi azaltacaktır (0.3-0.7 V) Bir arsa ile inşa edilen hassas bir redüksiyon, geri bildirimde bulununca, Vloop'ya geçişin en yüksek çözünürlükte olduğu gibi, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir miktar yüksek çözünürlükte otomatik olarak yüksek çözünürlükte bir şekilde ayarlanır.

Adım-byStep AGC Devre Tasarımı

1. Hassasiyetin Yenidenleştirilmesini Tasarlamak

Alternatif bir tam dalga hassas redüksiyonu için, ortak bir topoloji iki afamp kullanır: ilk kez yarım dalgalama işlemi yapılır ve ikinci akorunma frekansının ve tam bir dalga dağılımının tamamını yeniden inşa etmek için orijinal ve yeniden tanımlanmış sinyallerin, örneğin, ilk asimetrik bir düzeltmenin (doğulucun) tekrarlanması gerekir.

2. Filtreleme ve Zaman Seçici Seçici

Rehlikeli bir şekilde, sinyal, şarj ve disling yollarının aynı olduğunu gösterir. # 1-10 ms (bunu fazladan çıkarmadan) ve 100-300 m'lik bir sürüme kadar (seçmiş) tekrarlama işlemine izin vermek için, C'ye karşı çıkan bir süre için, bir dizi sabit bir şarj işlemine ek olarak, CENGD'ye karşı, sönüllüce veya daha fazla şarj etmek için yeterlidir.

3. JFET'yi bir Değişken Direnç Olarak Yeniden yapılandırın

Bir arka plandaki bir sesin (düşün) bir kısmı, bir alttaki (düşün) bir altta (küresel) bir şekilde, (s.))) “Sessiz bir şekilde, bir altta (d) s.

4. Kontrollü döngüyü Threshold Uyumu ile bütünleştirin

Son adım, AGC eşiği kurmak için tespit edilen zarfı birleştirmektir. Basit bir yaklaşım, kullanıcının istenen çıktı seviyesini ayarlamasına izin verir.Bir giriş filtre çıktısını alır, diğeri olumsuz DC referans gerilimi alır.Yazın çıkışı, JFET kapısını yok etmesi için kontrol gerilimidir.

Çevrimdışılık ve İstikrar Analizi

AGC devreleri, bu noktadan kaçınmak için filtrenin zaman sabitini sınırlayabilir ve elde edilen fiyattan küçük bir kapasitör (10-100 pF) elde etmek için gerekli olan yüksek çözünürlükte bir miktar sabitleme işlemi yapılır.

Worked Design Örnek: Audio AGC180

Bu durumda, CUMH'ye karşı 100 $ değerindeki bir artışla (D) %4'ü (D) 2 V'ye karşı (D) eşitleme işlemine karşı 100 $ değerindeki bir artışla karşı karşıya kalır.

Kalibrasyon ve Dinamik Yanıt Tuning

Montajdan sonra, 50 mV'de 1 kHz sinek dalgasını azaltır (Dönetici:0))[Dörtüncü derece) bir ses çıkarma işlemine izin vermek veya tekrarlama işlemine izin vermek için, bir sonraki sürümde sabit bir şekilde artırmak gerekir.

Simülasyon ve Doğrulama

Binadan önce, SPICE (e.g., LTspice) Uygulamayı standart bir modelle (örneğin, 2N3819) bir adım değişikliği ile ilgili bir analiz yapın, sabit ücretlendirme ve zamanlamayı doğrulayın.Sweep the input amplitude from 0.1 V to 2 V and arsa çıktı sıkıştırma eğrisini kontrol etmek için yüksek çözünürlükte çalışır.

Gelişmiş AGC Architectures

ultra-düşük bozulması veya lineer-in-dB kontrolü gerektiren uygulamalar için, JFET yaklaşımı, AGC tarafından sınırlandırılabilir ve DRM'nin I) kullanım notlarını Texas Instruments[DQT:3) ile değiştirir, JFET kontrol yasası ve çok düşük bir bozulma ile değiştirir (muhtemelen & DBB)

Ortak Pitfalls ve Design Solutions

Deneyimli tasarımcılar bile, aGC devreleri inşa ederken birkaç kalıcı sorunla karşılaşabilirler:

  • [FONT:0) Düşük frekanslı osilasyon (-motorbotaj): [Dönetici: 1) İmkansız güçle dekoupling veya zemin döngüleri tarafından düşünülmüş durumda 100 nF seramik kapasiteliler doğrudan her bir ak-amp tedarik piminde bulunur.
  • [FONT:0) Aşırı kontrol gerilimi dalgalanıyor: RC filtre düşük frekanslı giriş sinyalleri için yeterli olmayabilir. ses için, daha basit bir RC aşaması yerine ikinci sıralı bir düşük geçit filtresi kullanın, artan saldırı süresi olmadan ripple azaltmak için.
  • [FONT=0]JFET yüksek sinyal seviyelerindeki bozulma: JFET, ohmik bölgede her zaman kalmamalıdır.Eğer 100 mV'yi aştığında, R[D:2)-V[FLT[FLT], JFET ile daha büyük bir gerilimin düşmesi veya JFET'nin daha büyük bir kısmını kullanarak daha büyük bir gerilimin azaltılması gerekir.
  • [FONT:0]GNT'nin geri çekilmesi, değiştirmenin kontrol edilebilir özelliğidir.[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönetici:2|2- 5 mV/°C) Bu, JFET'nin bir çiftini ayrı bir geri bildirim döngüsünde kullanmak veya JFET'nin yerini değiştirmek için kontrol etmek.
  • [FONT=0]DC retifier:[Dönetici:[Dönetici:0) AGC eşiği birkaç dB'yi değiştirebiliyor. düşük ücretli bir af-amp (e.g., OP07) for the demeksiyon and null its Balance using a Machinery strongiometer.If space allows, add an AC-upling cleor before the retifier input.

Uygulamalar ve Sonuç

Opamp AGC devreleri sayısız gerçek dünya sistemlerinde bulunur: Radyo alıcılarında AM dedektörlerinin çıktısını stabilize ederler, ses karıştırıcılarında aşırılık sağlar, telekonferencing için dinamik konuşma aralığını azaltır ve fonksiyon jeneratörünün amplitüdünü düzenler. Burada sunulan tasarım, analog olarak ölçümleme yapan ve daha hızlı bir şekilde performans gösteren seslendirmek için sesten yüzlerce kilo verene adapte edilebilir esnek bir temeldir.