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4.2.2噪声采样程序流程图 ........................................................................................ 14 4.2.3反馈程序流程图 ................................................................................................ 15 4.3 本章小结 .................................................................................................................. 15 第5章 测试方案与测试结果 ........................................................................................... 16 5.1测试方法与仪器 ....................................................................................................... 16 5.1.1测试方法 ............................................................................................................ 16 5.1.2测试仪器 ............................................................................................................ 16 5.2测试数据与结果 ....................................................................................................... 16 5.3功能测试总表 ........................................................................................................... 17 5.4 数据分析与结论 ...................................................................................................... 18 总结与展望 ......................................................................................................................... 19 参考文献 ............................................................................................................................. 20 致 谢 ................................................................................................................................... 21 附录A 总电路图 ............................................................................................................... 22 附录B 总程序图 ............................................................................................................... 23
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自动增益控制放大器
第1章 绪论
1.1自动增益控制的原理
自动增益控制电路已广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统中，另外在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统以及雷达、广播电视系统中也得到了广泛的应用。
随着微电子技术、计算机网络技术和通信技术等行业的迅速发展，自动增益控制电路越来越被人们熟知并且广泛的应用到各个领域当中。自动增益控制线路，简称AGC线路，A是AUTO（自动），G是GAIN（增益），C是CONTROL（控制）。AGC环是闭环电路,是一个负反馈系统,一般来说分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分.增益受控放大电路,其增益随控制电压而改变.控制电压形成电路的基本部件是 AGC 检波器和低通平滑滤波器,有时也包含门电路和直流放大器等部件.放大电路的输出信号U0 经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后,产生用以控制增益受控放大器的电压Uc .当输入信号Ui增大时,U0和Uc亦随之增大,Uc 增大使放大电路的增益下降,从而使输出信号的变化量显着小于输入信号的变化量,达到自动增益控制的目的。
AGC电路目前概括起来有模拟AGC和数字AGC电路。AGC环路可以放在模拟与数字电路之间，增益控制算法在数字部分来实现，合适的增益设置反馈给模拟可变增益放大器（VGA）。现在出现的自动增益控制方法可以分为以下3类：基于电路反馈的自动增益控制；基于光路反馈的自动增益控制；光路反馈和电路反馈相结合的自动增益控制。本次设计中要研究的是基于电路反馈的利用放大器实现的自动增益控制。
目前,实现自动增益控制的手段很多,典型的有压控放大器,也就是本次设计所要研究的自动增益控制放大器。它是通过调整放大器一个控制端的电压,就可以实现调节这个放大器的增益。因此,我们就可以通过反馈电路采集输出端的电压,通过调整网络后加到放大器的控制端.就可以实现自动增益控制。
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1.2自动增益控制放大器设计内容
本设计中采用的芯片有VCA822程控放大芯片实现自动增益。放大器可以从MP3或信号源输入音频（100Hz~10kHz）信号，可以带600Ω负载或驱动8Ω喇叭（2~5W）。当输入信号幅度在10mV~5V间变化时，放大器输出默认值保持在2V±0.2V内，能够显示输入信号幅度大小及频率高低。并且能够在1V~3V范围内步进式调节放大器输出幅度，步距0.2V。
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自动增益控制放大器
第2章 方案设计
2.1概述
通过MSP430单片机对各个信号的采集、处理来调控外部增益控制放大电路的放大倍数，从而调节音响的音量，音频信号强时自动减小放大器的倍数，信号弱时自动增大放大器的倍数。可控增益放大电路的输出信号经过滤波，峰值检波，单片机经过A/D转换进而采集到音响的电压信号。 2.2系统方案论证与选择
为了更好地实现各模块的功能，分别设计了几种方案进行比较，选择一种比较好的方案。
2.2.1可控增益电路
方案一：采用AD603来实现自动增益控制，AD603是低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系。并且通过两级放大器的级联使增益控制范围增宽。
方案二：采用VCA822来实现自动增益控制，芯片 VCA822作为核心器件，宽带、电压控制增益可变放大器，最高频率达 150 MHz，实现将 20mVpp~2Vpp范围内的正弦波、 三角波和方波信号转换为一稳定的输出，输出能力达到5Vpp，并且在 0~5V 范围内实现数控， 其中包括细调 100 级以0.05V 步进、 粗调10级以 0.5V 步进。
方案选定：由于输入信号幅度在10mV~5V间变化，而AD603的信号输入范围较小，需要两片级联，增加了系统的复杂度，VCA822芯片信号输入范围更适合这一要求，故选用芯片VCA822。 2.2.2滤波电路模块论证与选择
方案一：滤波电路采用由LM358和RC电路组成，以获得更稳定的电压，提高环路稳定性及改善环路跟踪性能和噪声性能，且LM358的工作电压为+12V。
方案二：采用双电源集成UA741芯片制作带通滤波电路，该电路能提供很好的
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精度，无频率补偿要求，低功耗。
方案选定：由于LM358的工作电压为+12V，其功耗较大，需要频率限制故选用方案二。
2.2.3峰值检波模块论证与选择
方案一：采用数字检波。通过单片机MSP430采集一段时间的信号进行比较，取出最大值即为峰值。此方案硬件简单，电路调试非常方便，但是编程复杂，对于ADC采样模块的精度要求高，并且不能检测频率较高的信号。
方案二：采用峰值检波电路。通过运算放大器和二极管构成峰值检波电路，该方案对硬件电路的要求较为复杂，但编程简单，并且可以检测高频，可以检测规定带宽的频率。
综合以上两种方案，选择方案二。 2.2.4显示模块
方案一：采用数码管显示。其亮度高、体积小，编程较容易，资源占用较少。但显示的信息简单、有限，无法实现本系统中模式选择、数据显示等功能。
方案二：采用液晶显示器（LCD）。液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，而且显示信息丰富、拥有较好的人机界面和强大的显示功能，通过它可以显示控制方式选择及显示输出效果。
方案选定：基于功能考虑，我们采用方案二。本系统中，采用了液晶显示屏LCD1602，以显示输出电压，便于测试人员及时的控制。 2.3系统总体方案设计
本系统采用MSP430F169单片机作为主控芯片，外围电路包含能实现能自动增益放大的模块、信号处理转换模块。控制原理方案如图2-1所示。
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