入力振幅が大きく変動し、出力振幅はほぼ一定でなければならないシステムに、設計者はどのように対処しているのでしょうか。

電子工学の世界に入って最初に学ぶことの1つは、指定された利得を持つオペアンプ回路を設計する方法です。 これは特に難しいことではなく、アンプ回路に関連するすべてのニュアンスと不完全性に慣れた後でも、入力信号に固定ゲインをかけたものに等しい出力信号を必要とするシステムを自信を持って設計することができます」

しかし、このパラダイム全体が崩壊したらどうなるでしょうか。 固定パラメータが増幅器の利得ではなく、出力の大きさである場合、何ができるのでしょうか。 固定ゲインは、入力振幅が既知で変化しない場合は一定の出力振幅を生成できますが、常にそうとは限らず、さらに、入力振幅が大きく変動する場合もあります」

Closing the Loop

ここで解決策として、AGCと省略される自動ゲイン制御というものがあります。 アンプ回路が出力振幅を把握していないと利得を適切に調整できないため、オープンループシステムでこれを実現する方法はないと直観的に結論づけることができます。 つまり、AGCにはフィードバックが必要なのです。 また、（当然のことながら）可変ゲインアンプ（VGA）も必要です。

AGC システムの（非常に）基本的なアーキテクチャは次のとおりです：

VGAの出力は信号チェーン内の次のデバイスに送られるか、出力の振幅を決定してそれに応じてゲインが調節される測定回路に送られます。 4 つの標準的な検出器タイプは、エンベロープ (または整流器)、方形波、真の RMS、対数です。

Adapting to Change

他の閉ループフィードバック システムと同様、AGC は入力信号を「ロックオン」できるので、入力振幅が徐々に変化しても出力への影響は最低で済みます。 しかし、AGCは急激な変化に瞬時に対応することはできません。実際、AGC回路がノイズや入力信号の振幅の意図的な変化（振幅変調）に対して過敏になってしまうため、極めて高速な応答時間は望ましくありません。 アナログ・デバイセズ社の次のプロットは、4つの標準的な検出器タイプ（なぜか「LINBNV」はエンベロープ検出器の略称です）のアタックとディケイの動作を比較しています

画像提供：アナログ・デバイセズ社。

Detector Type を選択する際には、システムの応答要件を考慮する必要があります。

RF Rx の AGC

AGC は RF レシーバーの設計において重要な側面です。 電磁放射のエネルギー密度は、距離の2乗に伴って減少します。 したがって、受信機でのRF信号強度は、受信機が送信機にどれだけ近いかによって大きく変化します。 AGCは、受信信号が復調回路で効率的に処理できるレベルまで一貫して増幅されるようにします。

高度に集積され、専門家が設計し、広く入手できるアナログおよび混合信号ICの時代において、独自のAGCシステム（これは決して簡単なプロセスではありません）を設計する必要はないでしょう（または、設計したいと思わないでしょう）。 しかし、基本的な技術や概念について知っておくことは良いことです。 もし興味があれば、アナログ・デバイセズのデザイン・チュートリアルで豊富な追加情報を得ることができます。