短波數字通訊系統中接收機的agc電路採用ad603可變增益放大器結合簡單的agc控制電路來實現，具有較高的增益，動態範圍達70db，頻頻寬度為90mhz，且電路結構相當簡單。
短波接收機在接收訊號時，由於電離層的變化、衰落和接收訊號條件等不同，其輸入端訊號電平在很大範圍內變化。而接收機的輸出功率是隨外來訊號的大小而變化 的，接收機的輸出端會出現強弱非常懸殊的訊號功率。為此，短波接收機中非常強調自動增益控制(agc)電路。agc電路是一種在輸入訊號幅度變化很大的情 況下，使輸出訊號幅度保持恆定或僅在較小範圍內變化的自動控制電路。agc的基本原理是產生乙個隨輸入電平而變化的直流agc電壓，利用agc電壓去控制 某些放大部件(如中放)的增益，使接收機總增益按照一定規律而變化。agc電路主要由控制電路和被控電路兩部分組成。控制電路就是agc直流電壓的產生部 分，被控電路的功能是按照控制電路所產生的變化著的控制電壓來改變接收機的增益。
目前，在短波接收機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引數，使增益發生變化，典型的是採用雙柵場效電晶體，通過改變其中某一柵的直 流偏置電壓使增益發生變化；另一種是在放大器級間插入可變衰減器，控制衰減量，使增益發生變化，典型的是各種整合的可變增益放大器，本文討論的agc電路 就是採用adi公司的ad603可變增益放大器結合簡單的agc控制電路來實現的。要求增益大於50db，agc動態範圍大於65db，輸出訊號電平基本 穩定在-10dbm。
ad603工作原理
表1：ad603引腳功能
圖1：ad603的原理框圖
ad603由無源輸入衰減器、增益控制介面和固定增益放大器三部分組成。圖中加在梯型網路輸入端(vinp)的訊號經衰減後，由固定增益放大器輸出，衰減 量是由加在增益控制介面的電壓決定。增益的調整與其自身電壓值無關，而僅與其差值vg有關，由於控制電壓gpos/gneg端的輸入電阻高達50mω，因 而輸入電流很小，致使片內控制電路對提供增益控制電壓的外電路影響減小。以上特點很適合構成程式控制增益放大器。圖1中的「滑動臂」從左到右是可以連線移動 的。當vout和fdbk兩管腳的連線不同時，其放大器的增益範圍也不一樣。
當腳5和腳7短接時，ad603的增益為40vg+10，這時的增益範圍在 -10～30db，本文的設計就是這樣應用的。當腳5和腳7斷開時，其增益為40vg+30，這時的增益範圍為10～50db。如果在5腳和7腳接上電 阻，其增益範圍將處於上述兩者之間。
agc電路工作原理及增益的分配和計算
● agc電路工作原理
選用ad603作為主放大器，兩片ad603採用順序級聯形式，充分發揮每一片ad603的增益控制功能。agc檢波由9018完成，9018同時送出agc控制電壓。完整的放大器及agc電路如圖2所示。
經兩級ad603放大的訊號，一路由j2送入下一級訊號通道，另一路則由c10輸入到9018用於agc檢波。9018的發射極pn結完成agc檢波，並由集電極經電容cagc濾波後送出agc控制電壓vagc。
輸入訊號增大時，9018的基極瞬時電流也增大，相應的集電極電流也跟著增大，從而r7兩端的瞬時壓降也增大，則集電極瞬時電壓減小，經濾波後得到的 vagc也相應減小；同樣，輸入訊號減小時，vagc則會增大，即vagc與輸入訊號的強度成反比，符合agc電壓反向控制要求。
ad603的2腳對地壓降固定，1腳對地壓降即為vagc，從而1、2腳的電壓差v12受vagc的控制。ad603的增益可表示 為：g=40·v12+10。由此可見，隨著vagc的增加，v12也增加，則ad603的增益變大；相反，若vagc減小，v12也減小，則ad603 的增益變小，從而使兩級ad603的輸出恆定在某個訊號強度上。agc時間常數的調整可以通過改變cagc的容值來實現。
● agc增益的分配和計算
兩片ad603採用順序級聯模式有利於控制精度和訊雜比的提高。而順序級聯模式要求在放大訊號時先啟用第一片ad603的增益，用盡 後再用第二片的增益。由ad603的增益計算公式可知，當v12在-500～500mv之間時，其增益在-10～30db範圍內變化，則兩片ad603的 v12之間應有1v的電壓差，反應在圖2中，即兩片ad603的2腳之間有1v的壓降。
圖2：放大器及agc電路
根據實際設計應留有一定的餘量。將第一片ad603的增益範圍定為 -6～30db，則相應的v12為-400～500mv，而其2腳已固定在5.5v，故1腳的控制電壓即vagc應為5.1～6v。第二片ad603的增 益範圍定為-10～24db，則相應的v12為-500～350mv，而其2腳已固定在6.5v，故1腳的控制電壓即vagc應為6～6.85v，兩片順 序級聯後的總增益範圍為-16～54db，如圖3所示。
圖3：agc增益分配情況
由以上分析可知，當agc控制電壓vagc從5.1v到6.85v變化時，兩級ad603的總增益將從-16db到54db線性增加。現在需要做的是調整 9018的工作點，使得當輸入訊號適當變化時，能夠從9018的集電極取出從5.1v到6.85v變化的agc控制電壓vagc。由圖2可以看 出，vagc的大小取決於r7的阻值和集電極電流的大小。
在無訊號輸入時，調整9018的靜態工作點，使9018發射極的pn結處於近似截止狀態，並調整r7的阻值使得vagc為6.85v，此時兩級ad603 的增益全部放開，即54db；當有訊號輸入，但其訊號強度尚不能使9018發射極的pn結導通時，agc處於失控狀態，輸出訊號將隨著輸入訊號強度的增大 而增大；當訊號強度足以使9018發射極的pn結導通時，9018處於agc檢波狀態，此時agc開始起控，vagc大約以25mv/db的速率下降，直 至下降到5.1v。對應的兩級ad603的增益也開始逐漸從54db下降到-16db，先是第二級ad603的增益逐漸從24db下降到-10db，然後 第一級ad603的增益也開始逐漸從30db下降到-6db。此時，agc進入飽和點，輸入訊號強度再增大時，agc已失去控制作用，輸出訊號又將隨著輸 入訊號強度的增大而增大。這就是agc的整個控制過程，即隨著輸入訊號強度的不斷增大，agc將歷經失控、開始起控、進入飽和、再次失控的控制過程。
● agc起控點與飽和點的選取和計算
agc起控點與飽和點的選取應根據具體的應用來計算。假設要求訊號經agc放大後，其訊號強度穩定在w(dbm)，agc增益範圍為 ga～gb(db)，則agc起控點電平(dbm)為w-gb；agc飽和點電平(dbm)為w-ga。在應用中，要求訊號經兩級ad603的放大後，其 訊號強度基本穩定在-10dbm，而agc增益範圍為-16～54db，因此agc起控點電平應為-10-54=-64(dbm)；agc飽和點電平應為 -10-(-16)=6(dbm)。故此agc所能處理的訊號的動態範圍為-64～6dbm，共70db。
agc起控點的調整可通過改變r5的阻值來實現。事實上，改變r5的阻值也就是調整9018發射極的pn結壓降。此pn結用於agc檢波時，其壓降大約被 偏置在500～700mv之間。假設在工作過程中此pn結的瞬時壓降為600mv時，agc開始起控，又假設要求的agc起控點電平為 -30dbm(20mv)，那麼，可以通過調整r5的阻值使得此pn結被偏置在580mv，則當輸入訊號電平達到20mv時，此pn結的瞬時壓降為 600mv，agc開始起控。以上只是定性的近似分析，在實際電路的實現中，要根據測量結果，反覆調整r5的阻值，才能滿足agc起控點的要求。當 然，agc起控點有乙個下限。就圖2所示agc控制電路來講，其agc控制下限取決於9018發射極pn結壓降的調整精度，經實際測量，此值大約在 100μv(-76dbm)左右。
實驗資料
圖4：agc測試框圖
將整個電路按圖4所示連線進行閉環測試。在測試過程中，通過調整hp-8920a的可變衰減器來改變輸入訊號強度的大小，輸出訊號強度由hp-e4405b觀測，同時，通過萬用表測試vagc的電壓值，測試資料如表2所示。
表2：agc測試資料
由表2的測試資料可以看出，輸入訊號強度從-64dbm到6dbm變化時，agc控制電路能夠相應地調節agc控制電壓vagc的大小，從而改變ad603的增益，使其輸出訊號強度基本穩定在-10dbm，整個控制範圍在70db以上，滿足設計要求。
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