Cum se descurcă proiectanții cu un sistem care are o amplitudine de intrare foarte variabilă, dar care necesită o amplitudine de ieșire destul de constantă? Să aruncăm o privire.

Unul dintre primele lucruri pe care le învățăm la intrarea în lumea electronicii este cum să proiectăm un circuit amplificator operațional cu un câștig specificat. Nu este deosebit de dificil și, chiar și după ce ne familiarizăm cu toate nuanțele și imperfecțiunile asociate circuitelor amplificatoare, putem proiecta cu încredere sisteme care necesită un semnal de ieșire care este egal cu semnalul de intrare înmulțit cu un câștig fix.

Dar ce se întâmplă atunci când toată această paradigmă se prăbușește? Ce putem face atunci când parametrul fix nu este câștigul amplificatorului, ci magnitudinea semnalului de ieșire? Un câștig fix poate produce o amplitudine de ieșire constantă atunci când amplitudinea de intrare este cunoscută și neschimbătoare, dar nu este întotdeauna cazul și, în plus, uneori amplitudinea de intrare este foarte variabilă.

Closing the Loop

Soluția aici este ceva numit control automat al câștigului, prescurtat AGC. Putem concluziona intuitiv că nu există într-adevăr nici o modalitate de a realiza acest lucru într-un sistem în buclă deschisă – circuitul amplificatorului trebuie să cunoască amplitudinea de ieșire pentru a regla corect câștigul. Rezultă, așadar, că AGC necesită feedback. De asemenea, necesită (în mod nesurprinzător) un amplificator cu câștig variabil (VGA).

Acesta este o arhitectură (foarte) de bază pentru un sistem AGC:

Seșirea VGA este alimentată nu numai la următorul dispozitiv din lanțul de semnal, ci și la circuitele de măsurare care determină amplitudinea ieșirii și ajustează câștigul în consecință. Măsurarea amplitudinii este realizată de blocul detector și se folosesc diferite tipuri de detectori – cele patru tipuri standard de detectori sunt: înfășurătorul (sau redresorul), legea pătrată, true-RMS și logaritmic.

Adaptarea la schimbare

Ca și alte sisteme de reacție în buclă închisă, un AGC se poate „bloca” pe semnalul de intrare astfel încât modificările treptate ale amplitudinii de intrare să aibă un efect minim asupra ieșirii. Cu toate acestea, un AGC nu se poate adapta instantaneu la schimbări rapide; de fapt, un timp de răspuns extrem de rapid nu este de dorit, deoarece acest lucru ar face circuitul AGC excesiv de sensibil la zgomot sau la variații intenționate ale amplitudinii semnalului de intrare (adică modulație de amplitudine).

Termenul „timp de atac” se referă la răspunsul unui circuit AGC la creșteri ale amplitudinii de intrare, iar „timp de descreștere” se referă la răspunsul său la scăderi ale amplitudinii de intrare. Următorul grafic de la Analog Devices compară comportamentul de atac și de decădere pentru cele patru tipuri de detectoare standard (din anumite motive, „LINBNV” este abrevierea pentru un detector de anvelopă).

Imaginea oferită de Analog Devices.

După cum puteți vedea, cerințele de răspuns ale sistemului trebuie luate în considerare la alegerea tipului de detector.

AGC pentru Rx RF

AGC este un aspect critic al proiectării receptorului RF. Densitatea de energie a radiației electromagnetice scade cu pătratul distanței. Astfel, intensitatea semnalului RF la receptor variază drastic în funcție de cât de aproape este receptorul de emițător. AGC se asigură că semnalul recepționat este amplificat în mod constant la un nivel care permite procesarea eficientă de către circuitele de demodulare.

În această epocă a circuitelor integrate, proiectate de experți, disponibile pe scară largă, analogice și cu semnale mixte, este puțin probabil că veți avea vreodată nevoie (sau veți dori) să vă proiectați propriul sistem AGC (care nu este deloc un proces simplu). Cu toate acestea, este bine să fiți familiarizați cu tehnicile și conceptele de bază. Dacă sunteți interesat, o abundență de informații suplimentare este disponibilă într-un tutorial de proiectare de la Analog Devices.

.