[实用新型]一种自动增益控制电路

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种自动增益控制电路。

背景技术

自动增益控制电路是一种根据输入信号幅度调节放大电路的增益并得到稳定的输出信号幅度的装置。自动增益控制电路在通信系统的接收机、语音传送设备、遥控器信号接收以及磁条读取等领域有着广泛的应用。例如，在磁条读取电路中，磁条产生的信号的幅度约在一毫伏（mV）到一百毫伏之间，所要求的自动增益控制电路输出信号的峰值稳定在几百毫伏至一伏（V）左右。

通常，自动增益控制电路主要包括放大电路、幅度检测电路和可变增益控制电路。幅度检测电路用于检测放大电路输出信号的幅度，然后反馈给可变增益控制电路，其根据输出信号峰值电压的大小来改变放大电路的增益，将输出信号稳定在某一个电压幅度上。因此，传统的自动增益控制电路通常是基于可变增益放大电路（VGA）、包络检波、乘法单元以及模数转换（ADC）电路来实现。所要求的电路较为复杂，控制过程周期较长，并且功耗较大。特别是为了提高自动增益控制电路的精度，通常需要采用更多位数的模数转换电路。当输入信号的频率和幅度变动较大时，传统的包络检测等方法由于反应时间太长而无法给出准确的结果，或者提高检测反应灵敏度但需要较高的成本。例如，在磁条读取电路中，输入信号的峰值和频率无法保持稳定。

实用新型内容

本实用新型提供一种结构简单但精度很高的自动增益控制电路，其节省了乘法单元、包络检测电路和模数转换（ADC）电路，具有低功耗、低成本和高效率的特点。

一种自动增益控制电路，包括：放大器A1和A2，两电阻串联的可变电阻对VR1、VR2和VR3，电阻控制单元CTRL1和CTRL2，峰值检测电路，过零检测电路，以及采样保持电路。

放大器A1的一输入端连接输入信号Vin，另一输入端连接以负反馈型式配置的可变电阻对VR1的中间端，输出端连接峰值检测电路和过零检测电路。A1的增益由可变电阻对VR1的阻值配置确定。

可变电阻对VR1在放大器输入侧的一端与可变电阻对VR2及VR3各自的一端共同连接共模参考电压Vcm。可变电阻对VR2的另一端连接峰值检测电路，可变电阻对VR3的另一端连接直流参考电压Vref。电阻控制单元CTRL1同时连接并控制可变电阻对VR1和VR2分别作阻值变化并使得其阻值配置比值相等，电阻控制单元CTRL2连接并控制可变电阻对VR3的阻值变化。电阻控制单元CTRL2的控制信号与采样保持电路的采样输入端连接，采样保持电路的输出端连接电阻控制单元CTRL1。

放大器A2的一输入端连接可变电阻对VR2的中间端，另一输入端连接以负反馈型式配置的可变电阻对VR3的中间端，输出端连接电阻控制单元CTRL2。放大器A2的输出端向电阻控制单元CTRL2提供变化的控制信号，通过调整可变电阻对VR3的阻值变化以迫使放大器A2两输入端的电压相等。

过零检测电路向采样保持电路提供基于输入信号Vin极性检测的周期信号，用以控制采样保持电路进行采样的时间和保持信号的时间。

采样保持电路周期性地对电阻控制单元CTRL2的控制信号采样，并且周期性地保持向电阻控制单元CTRL1提供该控制信号，以使得可变电阻对VR1和VR2的阻值配置调整至与可变电阻对VR3的阻值配置维持一特定的比值，从而使得放大器A1输出信号Vout的幅度在采样保持电路保持信号的周期内与直流参考电压Vref保持在一确定的比值。

当某一周期的输入信号Vin幅度发生变化时，引起放大器A1负反馈输入端连接的可变电阻对VR1中间端的交流信号峰值电压和A1输出信号Vout的幅度相应变化。由于可变电阻对VR1和VR2的阻值配置比值相等，以致使放大器A2连接可变电阻对VR2的输入端的电压与Vin的峰值电压相等。A2将迫使可变电阻对VR3的阻值变化以匹配其两输入端的电压相等。电阻控制单元CTRL2调整可变电阻对VR3阻值变化的控制信号被采样保持电路采样，并且周期性地保持该控制信号，以迫使电阻控制单元CTRL1调整可变电阻对VR1和VR2各自的阻值变化，并配置至与VR3维持一特定的比值。由于可变电阻对VR1、VR2和VR3的一端共同连接共模参考电压Vcm，在采样保持电路保持信号的周期内，放大器A1以调整控制的增益放大输入信号Vin，使得放大器A1输出信号Vout的幅度与直流参考电压Vref维持一确定的比值。

在一优选实施例中，所述的可变电阻对中，一侧的电阻阻值固定不变，另一侧的电阻阻值由其相应的电阻控制单元控制作变化。

在一优选实施例中，所述可变电阻对VR1、VR2和VR3采用完全相同的配置。