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  • AGC的作用(自动增益控制)

    万次阅读 多人点赞 2020-03-12 05:49:30
    本文探讨AGC(自动增益控制)在射频电路、雷达系统中的应用,AGC和VGA(可调增益放大器)的区别,以及为什么需要AGC或者VGA。

    本文探讨AGC(自动增益控制)在射频电路、雷达系统中的应用,AGC和VGA(可调增益放大器)的区别,以及为什么需要AGC或者VGA。

    接收机的中频电路

    图1展示了典型的接收机的模拟前端,在图中红色虚线圈出的就是中频AGC。
    在这里插入图片描述
    图1:接收机的模拟前端

    为什么需要AGC?

    现在的ADC,如果不是非高速的情况,精度都很高,完全可以采样之后,在数字处理器中进行数字放大和滤波,那么为什么需要AGC呢?我们举个例子,ADC就像一把尺子,信号就是被测量的物体,如果尺子的量程是20cm,而待测物体的长度却总是在几毫米左右,不是浪费了这个尺子的量程了吗?也是间接的影响了测量的精度。

    过去使用模拟表头的万用表也是一样的道理,在读取指针的数据时,如果指针总是在表头的最左侧的几个小格徘徊,那么读取的精度是比较低的。

    正确的做法是要将被测量的量放大,以合理的使用测量“仪器”(ADC,直尺,电压表表头)的量程。而实际中信号的动态范围通常比较大,因此需要一种放大器,能够自动控制自己的增益使得输出信号总能够保持在一个水平,不论输入信号的强弱(当然输入信号要在合理的范围内)。

    AGC

    AGC全称是自动增益控制,作用是针对不同的强度的信号使用不同的增益进行放大,使得信号最终的输出幅度维持在同一标准,举例:当输入信号100mV时,放大倍数自动设为10倍,输出电压幅度1V;当输入信号10mV时,放大倍数自动设置为100倍,输出电压幅度仍然为1V。

    原理是什么呢,我们看下图2,其中黄色的放大器就是VGA(可调增益放大器),整体结构是一个负反馈结构,通过检测输出端的电压,滤波后,判断当前的输出电压是否为预设的电压,若小于预设则增加VGA的放大倍数;反之,若大于预设,则减小放大倍数。另注:有时在反馈回路中会使用积分电路,图2未标出。
    在这里插入图片描述
    图2:AGC结构框图

    VGA

    VGA 全称是可调增益放大器,这个放大器和普通的放大器不同的是,它有一个引脚 V t u n e V_{tune} Vtune,改变这个引脚上的电压就可以在一定范围内改变其放大倍数。这样在信号较弱的时候,我们可以施加较高的电压 V t u n e V_{tune} Vtune,使其放大倍数大些;在信号较强的时候,施加较低的 V t u n e V_{tune} Vtune,使其放大倍数小些,不至于让后面的电路饱和或者产生谐波。

    选择VGA时需要注意的几点:
    (1)增益和 V T u n e V_{Tune} VTune之间的关系,有的是成线性比例,有的是成dB-线性关系。
    (2)最大输出电压范围,对于中频应用,下一级通常是ADC,因此主要根据ADC的输入电压范围选择。
    (3)最大输入电压:通常VGA的最大输入电压有限制,选择时根据自己的输入信号的范围选择。
    (4)带宽与最大增益:与很多运放一样,中频VGA也有增益带宽积的问题,如果最大放大倍数越大,其带宽越小。
    (5)控制电压范围:有时需要负电压控制,这时需要注意负电压模块的设计,可参考博文《电路中负电源的注意事项》https://blog.csdn.net/mzldxf/article/details/104482256

    AGC、VGA实物

    AGC有射频AGC,也有中频AGC,不同的是所用的器件工作范围不同,图1中画出的是中频AGC,图3展示了一个中频AGC的实物图,下层为VGA和部分反馈回路,上层为处理器板,控制输出动态范围。
    在这里插入图片描述
    图3:200kHz AGC实物图[1]

    同样,VGA也有射频VGA和中频的,中频VGA很像运放,很多注意事项和运放一样,图4是一款中频VGA的实物图。
    在这里插入图片描述
    图4:150MHz 中频VGA的实物[2]

    AGC的负反馈原理很好理解,重点是要了解为什么需要AGC,另外就是如何根据自己的需要选择合适的AGC。水平有限,请大家多多指教。

    作者:潇洒的电磁波(专业:射频芯片设计、雷达系统、嵌入式。欢迎大家项目合作交流。)
    微信:GuoFengDianZi

    引用:
    [1]: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-21305537568.14.46b84510YeinVL&id=611910473330
    [2]: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-21305537568.5.46b84510YeinVL&id=612246276408

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  • 工业相机中曝光与增益作用

    千次阅读 2019-07-29 15:37:52
    工业相机工作过程中,曝光是图像传感器进行感光的一个过程。在相机曝光的过程中,CCD/CMOS进行感光,收集光子并...增益是控制感光器件对光的灵敏度。增益越大则对光越灵敏。高感光度对低光照灵敏,同时对噪杂信号...
    1. 工业相机工作过程中,曝光是图像传感器进行感光的一个过程。在相机曝光的过程中,CCD/CMOS进行感光,收集光子并转换成电荷,相机曝光结束后,CCD/CMOS通过一定的方式将电荷移出,再通过其他外围电路形成图像。
    2. 控制曝光时间就是控制相机总的光通量,也就是在曝光过程中到达CCD/CMOS芯片表面的光子总和。
    3. 增益是控制感光器件对光的灵敏度。增益越大则对光越灵敏。高感光度对低光照灵敏,同时对噪杂信号也灵敏,信噪比小,所以高感光度噪点也多。
    4. 增益越小,噪点越小。增益越大,噪点越多。
    5. 增加曝光时间可以增加信噪比,使图像清晰。曝光也不能无限增加,因为随着曝光时间增加,噪音也会积累。

    影响相机曝光的因素:
    1、光圈
    光圈控制光线进入的通路的大小,光圈越大,则单位时间的光通量越大,光圈越小,则单位时间的光通量越小。
    2、曝光时间
    也就是快门速度。在数码相机中,可以采用电子快门,也可以采用传统的机械快门。快门速度和光圈大小是互补的。
    3、增益
    经过双采样之后的模拟信号的放大增益,由于在对图像信号进行放大的过程中同时也会放大噪声信号,因此通常把放大器增益设为最小。

    心得:
    相机感光是通过感光元件(CCD/CMOS)进行感光,收集光子并转换成电荷。
    曝光即曝光时间控制,控制感光元件上总的光通量。曝光越大,光通量越大。
    增益控制感光灵敏度,高增益代表高灵敏度,对低光照越灵敏。同时也会对噪声进行发大,降低信噪比。

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  • Bcm DSP增益控制理解

    千次阅读 2014-02-11 12:46:49
    上图是DSP增益控制的作用图,需要理解如下两点: 1、增益的作用位置是发生在CODEC与DSP之间。...理解增益作用的位置及方向,对以后遇到的一些对接设备(传真、POS机、话机)的调试问题会启到一定帮助。 

    上图是DSP增益控制的作用图,需要理解如下两点:

    1、增益的作用位置是发生在CODECDSP之间。

    2、发送增益的作用方向是从CODECDSP,接收增益的作用方向是从DSPCODEC 


    备注:

    理解增益作用的位置及方向,对以后遇到的一些对接设备(传真、POS机、话机)的调试问题会启到一定帮助。


    
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  • 蛋白质相互作用网络中基于扩展局部路径增益的链接预测
  • 1db增益压缩点的作用

    千次阅读 多人点赞 2019-08-27 12:25:44
    问题:为什么需要关注1db压缩点...“所以,我才要关注1db处的功率到底是多少啊,因为后面的没太多变化的话,那基本总的功率增益也就这个数了呢,而且看性能指标,也当然是1db增益点越后越好啦。”      

    问题:为什么需要关注1db压缩点处的输出功率呢?

    首先,需要知道1db压缩点是如何诞生的,然后明白它的定义,再回到问题本身。

    问题:1db压缩点是如何诞生的?

    一般我们观测信号,主要的系统思维之一就是“输入-输出”关系

    所以,现在假定有两个功率的显示器,分别接在功放的输入和输出端

    这时候,信号在中间的功放黑盒子中流动,但是我们并不知道它是什么

    我们只知道这个东西的目标是把Pin处的信号,扩大Av倍,然后等于Pout

    最简单的想法,我们当然希望Av是个常数值,也就是整个关系呈现线性喽

    但是,老天就是如此的不尽人意,天哪,我们居然发现“Pin-Pout”的关系曲线弯了,它居然弯了!!就变成了下面图2的鬼样子

     

    所以,我们就产生了一个疑问,这个变态的弯曲是从哪里来得?我应该怎么处理这个麻烦鬼呢?

    不妨用系统思维中的“分类扩展”思维来先归个类,把不是一个状态的东西分开来。

    于是,那就规定,笔直笔直的就叫线性区好啦,然后弯弯的就叫非线性区好啦。

    “妈妈!我发现我找不到弯曲和不弯曲的交接点了!NO!有毒的曲线,那好吧我没办法了,那就定义和线性曲线发生偏移1db的位置作为分界线好啦。”

    “你为撒子要定义1db点,不定义2db,3db点啊,奇了怪喽” 妈妈奇怪得问

    “因为过了1db点后,增益会急剧下降;其次也是因为用0.5db去定义不如1db这个整数方便吧。”我的猜测是这样的,然后我托着下巴,想了想又说道,“就是因为增益会在1db后急剧下降,所以基本上1db前的增益的量就占了大头了呢。”

    “所以,我才要关注1db处的功率到底是多少啊,因为后面的没太多变化的话,那基本总的功率增益也就这个数了呢,而且看性能指标,也当然是1db增益点越后越好啦。”

     

     

     

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  • 信息增益

    千次阅读 2017-11-09 15:06:43
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空空如也

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