本文首先介紹了AGC電路的應(yīng)用及分類,其次闡述了agc電路在雷達(dá)中的應(yīng)用,最后介紹了agc電路在接收機(jī)中的應(yīng)用,具體的跟隨小編來(lái)了解一下。
AGC電路的應(yīng)用
現(xiàn)代接收機(jī)的共性要求可以概括為寬頻帶、高靈敏度、大動(dòng)態(tài)和高穩(wěn)定性。不管是哪種體制的接收機(jī)其對(duì)動(dòng)態(tài)范圍要求都很高。實(shí)現(xiàn)接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍的功能電路是接收機(jī)中的AGC, AGC電路主要由控制電路和被控電路兩部分組成??刂齐娐肪褪?a target="_blank">ACC直流電壓的產(chǎn)生部分,被控電路的功能是按照控制電路所產(chǎn)生的變化著的控制電壓來(lái)改變接收機(jī)的增益。接收機(jī)的總增益通常分配在各級(jí)AGC電路中,各級(jí)AGC電路級(jí)聯(lián)構(gòu)成總的增益,
AGC電路的分類
AGC電路可分為用電控衰減器以及其他模擬電路來(lái)完成的模擬式和用數(shù)控衰減器來(lái)完成對(duì)電路增益控制的數(shù)字式。這里將重點(diǎn)介紹幾種AGC電路:峰值型AGC電路、選通型AGC、時(shí)間-增益控制(STC) 和數(shù)字ACC, 前三種屬于模擬式AGC,最后一種是數(shù)字式AGc。
模擬式AGC中峰值型AGC電路:采用峰值檢波器,把視頻信號(hào)上的行同步信號(hào)分離出來(lái),再經(jīng)過(guò)外接電容平滑濾波,變成反映信號(hào)強(qiáng)弱的直流電壓,經(jīng)視頻放大器放大變成所需的電壓去控制衰減器。選通型AGC:跟蹤區(qū)域有多個(gè)目標(biāo)時(shí), 接收機(jī)將接收到若千個(gè)回波信號(hào),然而跟蹤設(shè)備只能跟蹤單個(gè)目標(biāo)。如果被跟蹤的目標(biāo)信號(hào)較弱,必定要求接收機(jī)有較高的增益。因此,最好的辦法是用選通電路把所需的回波信號(hào)選出,經(jīng)過(guò)門限設(shè)置、峰保、放大后,輸出AGC控制電壓。靈敏度時(shí)間控制(STC): 跟蹤設(shè)備在進(jìn)行大范圍的目標(biāo)搜索時(shí),常常需要把距離選通波門開得很寬,此時(shí)需要用到STC電路。
具體實(shí)現(xiàn)方法是在選通脈沖觸發(fā)后,將衰減量置于一個(gè)較大的初始值,使近程的雜波干擾得到抑制,由于近程的信雜比較高,這一增益仍足以發(fā)現(xiàn)目標(biāo),隨著距離的加大,接收機(jī)的衰減量逐漸減小,又保證了遠(yuǎn)距離目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)。數(shù)字AGC:利用數(shù)控衰減器,通過(guò)控制它的衰減量大小來(lái)調(diào)整中放增益大小。它的實(shí)現(xiàn)有兩種方式,一種是接收機(jī)自己實(shí)行閉環(huán),把檢波后的信號(hào)放大、A/D采樣保持,通過(guò)CPU送給數(shù)控衰減器作為控制數(shù)據(jù),用數(shù)據(jù)來(lái)控制數(shù)控衰減器,以達(dá)到控制增益的目的;第二種由信號(hào)處理機(jī)送AGC控制信號(hào),數(shù)控衰減器的控制由信號(hào)處理機(jī)來(lái)完成,實(shí)現(xiàn)接收機(jī)系統(tǒng)的閉環(huán)。
綜合考慮幾種AGC電路的性能優(yōu)缺點(diǎn),雖然峰值型AGC電路在早期的接收機(jī)中溫度性能較差,溫度易變化,控制曲線易發(fā)生漂移,但其電路簡(jiǎn)潔,是閉環(huán)的AGC,無(wú)需外部信號(hào)配合使用,如數(shù)字AGC第二種方式需要由信號(hào)處理機(jī)送AGC控制信號(hào)。近年來(lái),隨著技術(shù)和工藝手段的飛速發(fā)展, 高精確度和溫度穩(wěn)定性較好的對(duì)數(shù)檢波器大量涌現(xiàn)以及可變?cè)鲆娣糯笃?/u>VGA的出現(xiàn), 制約AGC溫度性能的因素得到解決,使得該方式電路得到廣泛應(yīng)用。
一、agc電路在雷達(dá)中的應(yīng)用
1、峰值型AGC
利用檢波后的直流電壓作為AGC控制電壓,具體應(yīng)用框圖如圖1。
AGC電壓的產(chǎn)生電路由圖2所示的電路完成。
在某測(cè)高雷達(dá)中,U。為50ns脈沖信號(hào),重復(fù)周期T= lms,因?yàn)槊}沖寬度太窄,脈沖周期較低,且根據(jù)實(shí)際電控衰減器的需要選擇放電的時(shí)間常數(shù)t=R1XC1= 200kQX0.01Up=2ms,t大于重復(fù)周期T,因此在下一個(gè)脈沖信號(hào)到來(lái)時(shí),Cl又被重新充電,這樣重復(fù)充電、放電,在Cl、RI兩端就得一個(gè)近似的直流電壓。然后經(jīng)過(guò)l.1和C2低通濾波平滑后給出Ur。
放大器選用低漂移的運(yùn)算放大器AD707,Ur信號(hào)通過(guò)加法器變換控制曲線,使之達(dá)到AGC控制需要的電壓值。視放輸出(V )與衰減器控制電壓(V. )測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。
AGC控制的范圍可達(dá)到70dB,完成了接收機(jī)自行閉環(huán)的作用。采用這個(gè)方案是因?yàn)樗鼞?yīng)用于某飛機(jī)的測(cè)高雷達(dá)上,目標(biāo)是大地,希望整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、重量輕、接收機(jī)自行閉環(huán)。
2、選通型AGC
選通型AGC應(yīng)用于我所研制的某單目標(biāo)跟蹤雷達(dá)接收機(jī)中,它具有更強(qiáng)的抗干擾能力。利用從目標(biāo)反射回來(lái)的回波信號(hào)去控制跟蹤系統(tǒng),使雷達(dá)天線跟蹤目標(biāo),并隨著目標(biāo)的移動(dòng)而移動(dòng)。它的組成框圖如圖3。
當(dāng)雷達(dá)天線所指向的某一空域內(nèi)同時(shí)有若干個(gè)目標(biāo)存在時(shí),接收機(jī)將接收到若于個(gè)回波信號(hào),由于跟蹤雷達(dá)只跟蹤單個(gè)目標(biāo),因而,這時(shí)雷達(dá)天線將無(wú)所適從。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是,由雷達(dá)操縱人員調(diào)節(jié)“選通波門”把所要跟蹤的目標(biāo)回波信號(hào)選出,經(jīng)峰保、放大后送到跟蹤機(jī)構(gòu)。
從AGC電路的工作來(lái)看,利用所有的回波產(chǎn)生AGC控制電壓是不合適的。如果被跟蹤的目標(biāo)信號(hào)較弱,必定要求接收機(jī)有較高的增益。因此,最好的辦法是用選通電路把所需的回波信號(hào)選出,經(jīng)過(guò)門限設(shè)置、峰保、放大后,輸出AGC控制電壓。
二、agc電路在接收機(jī)中的應(yīng)用
接收機(jī)在接收信號(hào)時(shí),由于電離層的變化、衰落和接收信號(hào)條件等不同,其輸入端信號(hào)電平在很大范圍內(nèi)變化(小到- 100 dBm以下,大到15 dBm以上),而接收機(jī)的輸出功率是隨外來(lái)信號(hào)的大小而變化的,因此接收機(jī)的輸出端會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)弱非常懸殊的信號(hào)功率。如果要在如此寬的范圍內(nèi)保持接收設(shè)備線性放大,信號(hào)不飽和失真,就需要控制接收機(jī)的增益,使輸出信號(hào)保持適當(dāng)?shù)碾娖?,以保證接收機(jī)正常工作。因此,接收機(jī)中非常強(qiáng)調(diào)自動(dòng)增益控制。目前,在短波接收機(jī)中放大器增益的控制方法主要有兩種: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(chǎng)效應(yīng)管,通過(guò)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(jí)間插人可變衰減器,控制衰減量, 使增益發(fā)生變化,典型的是各種集成的可變?cè)鲆娣糯笃鳌?/p>
以下內(nèi)容主要是以AD8367作為可變?cè)鲆娣糯笃?,利用AD8361作為外部檢波器起控AD8367的方式,配合差分放大器AD820以及其他的模擬電路設(shè)計(jì),完成了動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到80dB的AGC電路。同時(shí)詳細(xì)解釋了電路原理以及芯片版圖和增益控制與電壓關(guān)系等電路圖,具體說(shuō)明了AGC的起控方式、工作條件以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
峰值型AGC電路設(shè)計(jì)
AD8367是一款可變?cè)鲆鎲味薋放大器,具有優(yōu)異的增益控制特性。由于在片上集成了律方根檢波器,因此,它也是可以實(shí)現(xiàn)單片閉環(huán)AGC的VGA的芯片。該芯片帶有可控制線性增益的高性能45dB可變?cè)鲆娣糯笃?,并可以在任意低頻到500 MHz的頻率范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。輸人端為零電平時(shí),輸出端電平為電源電壓的一半,且可調(diào)。
AD8367采用+5 V供電,有兩種工作模式可供選擇: GAIN UP和GAIN DOWN模式。在前一種模式下,它可以作為一個(gè)普通的壓控增益放大器來(lái)使用,在后一種模式下,它可以方便地實(shí)現(xiàn)一個(gè)AGC電路的功能。圖1是AD8367利用內(nèi)部集成的精確律方根檢波器,配置成的單片AGC放大器基本連接圖。
AGC環(huán)路中,環(huán)路的增益越大越好。用AD8367作為AGC環(huán)路的可控增益放大器,其3 dB增益的截止頻率達(dá)到500MHz, 在70 MHz的中心頻率下,其最大增益達(dá)+42.5 dB, 最小增益達(dá)-3.7 dB,其增益控制因數(shù)為19.9 mV/dB, 具體特性如圖2所示
圖3是基于AD8367的AGC環(huán)路的實(shí)現(xiàn)。由于AD8367內(nèi)部AGC控制輸出電平為+4 dBm,在某些場(chǎng)合受到限制,這就需要利用外檢波器來(lái)調(diào)整
AD8367的起控點(diǎn)。AD8367 利用外檢波器AD8361進(jìn)行檢波,通過(guò)差分放大器AD820輸出電壓VAAGC,經(jīng)分壓后產(chǎn)生V。來(lái)控制AD8367。其中差分放大器門限電平Vser設(shè)為1 V,檢波電壓經(jīng)差分放大后,
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