在无线通信系统中，接收机端的电磁信号强度的变化范围较大，而后级解调电路中设定的增益参数或阻抗匹配系数一般是固定不变的，但强度不同的输入信号将会给解调系统的电路设计带来极大麻烦。自动增益控制器可将幅值变化范围大的信号通过放大或衰减的方法进行增益调节，使得输出信号的幅值大小恒定不变或变化范围很小的信号[1-5]。因此，自动增益控制器具有能够稳定信号幅值的特性，使其在恒值系统如可见光通信或恒压LED驱动等领域中的应用十分广泛。

1 电路系统的设计

1.1 压控增益放大器的简介

VCA810为德州仪器公司研制的一款低噪高速压控增益放大芯片,具有增益连续可调、输出失调电压低等特性，允许高阻抗双端差分输入、低阻抗单端输出的工作模式。当工作电压为±5 V时，芯片的增益特性函数为G(dB)= -40(VC+1)，即当控制电压VC的变化范围为0到-2.5 V 时，VCA810的线性增益控制范围在-40～60dB之间，并且其增益动态带宽最高可达到36Mhz。

1.2 自动增益控制的原理

自动增益电路又叫AGC电路，它是一种在输入信号的幅度发生变化时，输出信号的幅度可保持恒定不变或变化范围很小的放大电路，其广泛应用于无线电通信接收机的前置放大电路中或其他需要恒定幅值信号的电路系统中。自动增益控制器一般由压控增益放大电路与误差电压比较反馈回路等两大部分组成。误差电压反馈回路可由单片机控制的模拟信号采集电路与增益控制电压输出电路构成，也可由差分电路与峰值检波电路构成，本文设计的自动增益控制器中的误差电压反馈回路的构成属后者。

Shimomura K, Yasui Y, Koizumi K, et al. First In-Human Pilot Study of Implantation of a Scaffold-Free Tissue-Engineered Construct Generated from Autologous Synovial Mesenchymal Stem Cells for Repair of Knee Chondral Lesions. Am J Sports Med, 2018, 46(10): 2384-2393.

图1 自动增益控制器的系统信号流图

如图1所示，自动增益控制器的前向通道为压控增益放大器，反馈回路由比较电路与峰值检波电路组成，被控对象为压控增益放大器，控制量为直流偏置参考电压，被控对象为输出电压幅值的大小。

2 电路的组成与实现

参考文献：

图2 自动增益控制系统方块图

2.1 压控增益放大电路

如图3所示，压控增益放大电路由VCA810与阻抗匹配及电源滤波元件组成。输入输出设置了射频通信系统中常用的50欧姆阻抗匹配电路，采用电容与绕线电感进行电源滤波以降低电源噪声对输出信号的干扰。采用±5 V双电源供电的方式，使得输出信号的幅值范围大。同时，该放大电路的增益由外部输入的增益控制电压决定，增益范围在-40～60dB之间。

2.2.2 实施阶段（D）。2015年由于第一次用PPT讲座，还自带笔记本电脑，出现不会切换投影仪，音响调试等状况，好在提前到场和同事们的帮忙，最终都一一解决。

压控增益放大器虽可稳定输出信号的幅值，但其变化范围较窄,考虑到后级电路中对输入信号幅度的要求，自动增益控制器增加了后级低噪宽带放大电路，以增大输出信号的幅值。高速运放芯片OPA690的增益带宽积较高，通频带可达50 MHz，能满足后级电路对输出电压的需求。后级低噪宽带放大电路的增益可由电位器R2调节,增益调节范围为0～26 dB。同时，输出端接入了50 Ω的匹配阻抗与隔直电容，以保证输出信号不失真。

图3 压控增益放大电路原理图

2.2 误差电压信号比较与反馈电路

如图4所示，误差电压信号比较与反馈电路由差分电路与二极管检波电路等两部分构成。迟滞电容C17用于存储增益控制电平，电阻R12与R13决定迟滞电容C17的放电时间,电阻R11与C19作为AGC控制电压的补偿电路。差分放大电路将比较输出信号Vout的峰值与直流参考电平VR的大小关系，直流参考电平VR由电阻R14与电位器R16组成的分压电路进行调节。R12 与R13作为分压电阻，当二极管D1截止时,可使A点电位保持在-2.5 V,限制电容C17上能够得到的最大负电压，以防止增益控制信号过大而导致的增益过载。

图4 误差电压信号比较与反馈电路原理图

综上，本研究显示联合使用抗菌药物(≥3种)、出现急性感染期频次(≥3次/年)、反复上呼吸道感染(>3次/年)、吸烟史、变态反应性鼻炎、引流不畅、抗菌药物使用频次(≥3次/年)等仍是慢性鼻窦炎患者多重耐药菌感染的危险因素。临床应从停止吸烟、加强慢性鼻窦炎规范化分型诊疗、减少上呼吸道感染与变态反应性鼻炎等诱因的发生、通畅引流、尽可能避免过多经验性使用抗菌药物、严格遵守抗菌药物使用原则、提高微生物标本送检率、掌握其感染病原菌种类与耐药性、根据病原菌感染特点与药敏试验结果合理选用治疗抗菌药物、避免盲目使用抗菌药物等主要危险因素入手的综合措施，减少多重耐药菌株的产生，提高疗效。

2.3 后级低噪宽带放大电路

天然气是清洁高效、绿色环保的能源资源，加快发展天然气产业有利于提高人民生活品质和促进生态文明建设，满足人民日益增长的对优美生态环境的需要。为破除目前中国天然气管网运营各自为政的状况以及其他制约天然气产业发展的体制机制，国家先后出台了《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》和《关于加快推进天然气利用的意见》，要求改革油气管网运营机制，完善油气管网公平接入机制。

图5 后级低噪宽带放大电路原理图

3 电路的调试与分析

3.1 探究输入信号幅值的变化对电路的影响

为定量地探究输入信号幅值的变化对电路系统产生的影响，可选用函数信号发生器与数字双踪示波器等对电路系统进行性能测试。调节电位器R16以改变偏置电压，使自动增益控制系统处于放大状态，固定输入信号的频率为10 MHz，改变输入信号的幅值，使信号幅值在50 mV～4 V的范围内变化，记录相应的输出信号幅值大小。调整输入信号的频率为20 MHz，并重复上述步骤，绘制图6。

改变输入信号的幅值为2 V，调节电位器R14使自动增益控制器的输出电压为1.2 V，即此时自动增益控制系统处于衰减状态(约-4.4 dB)，并重复上述步骤，绘制图7：

图6 自动增益控制系统输入输出特性曲线图

3.2 探究输入信号频率的变化对电路的影响

设计的自动增益控制器，采用二极管峰值检波的方法，使用差分电路来比较输出信号与参考电平信号之间的关系，无需接入单片机作为控制中枢，即可自动地进行对输出信号的采集与增益大小的调控，简化了电路设计，对信号放大或衰减的性能良好，带宽范围大,在实际应用中效果显著。同时，后级低噪宽带放大器可将高频段的输出信号的进行低噪宽带放大，使得其幅值能够满足大多数应用场景，拓宽了自动增益控制器的应用领域。

自动增益控制的本质为当输出电压Vout峰值大于直流参考电压VR时，二极管D1正向导通，正向电流将给电容C17充电，此时A点的电位升高，即增益控制电压变大，根据增益控制的特性函数，则此时VCA810的增益减小，直到输出电压峰值与直流参考电平的大小相持平；当输出电压Vout的峰值低于直流参考电平VR时，二极管D1截止，此时电阻R13将给电容C17进行放电，导致A点的电位降低，即增益控制电压变小，根据增益控制特性函数，则此时VCA810的增益变大，直到输出电压峰值与直流参考电压的大小持平。至此，自动增益控制系统完成了对输出电压幅值的自动调节及修正的过程。

图7 自动增益控制系统幅频特性曲线图

由图6数据可知，当输入信号的幅值在0.2～3.5 V范围内变化时，输出信号的大小则在1 V左右波动；当输入信号的幅值较小时，输出幅值的变化较大；当输入信号幅值大于3.6 V时，输出信号幅值逐渐上升；在幅值相同时，频率为20 MHz的输入信号波动较小。由此可得，当输入信号幅值在1～3 V范围内时，系统对输入信号的增益控制效果最佳，且该系统对小信号的响应速率高，对大信号的衰减效果显著。

由图7中数据可得，当输入信号为小信号时,即电路处于放大状态，系统通频带约为29.5 MHz,且系统对低频信号的响应速度快，带内信号十分平坦；当输入信号为大信号时,即电路处于衰减状态，系统通频带约为29 MHz，带宽与电路处于放大状态时的差别不大,带内信号平坦度高。

4 结 论

将输入信号的幅值固定为100 mV，调节电位器R14以改变偏置电压，使自动增益控制器的输出电压为2 V，即此时自动增益控制系统处于放大状态(约26 dB)，改变输入信号的频率，使信号频率在100 Hz～40 MHz范围内变化，记录相应频率的输出信号幅值大小。

现代机械制造工艺的内涵随着机械制造行业的发展，已经从传统的单纯的制造加工转变为从设计到制造加工到测试到投入使用再到后期的保养维修等一系列过程的总称。房贵如老先生曾经为“现代机械制造工艺”做过这样一个定义：现代机械制造工艺是传统工艺与计算机、自动化等高新技术相结合的结果。现代机械制造工艺是以传统的机械制造工艺为前提并进行改进创新，并应用计算机等高新技术提高设计、生产等过程的效率，而形成的一个综合技术工艺。

见图2。

[1] 张汉飞.基于VCA810的自动增益控制电路设计[J].电子设计工程,2016(2).

——中共湖南省委党校副教授毛文璐撰文指出，党员干部组织和参与封建迷信活动，究其根源，是理想信念“缺钙”，党性修养缺失。而党员干部思想的“病变”，会引发其他“病症”。每一名党员都应坚守理想信念，抵制封建迷信，带头弘扬科学，把稳思想之舵。（《中国纪检监察报》11月8日）

[2] 罗晓琴.基于自动跟踪LED驱动电压控制电路的创新设计[J].大学物理实验,2016(6):18-22.

[3] 姚琴芳.Matlab语言在物理实验数据处理中的应用[J].大学物理实验,2011(6):52-54.

[4] 陈启兴.通信电子线路[M].北京：清华大学出版社,2008(5).

[5] 康华光.电子技术基础模拟部分[M].北京：高等教育出版社,2013(12).