可输出更大电流的自动增益控制放大电路的制作方法

本实用新型涉及增益控制放大电路设计领域，具体涉及一种可输出更大电流的自动增益控制放大电路。

背景技术：

自动增益控制放大电路是一种增益自动地随信号强度调整的自动控制电路，广泛地应用于接收机、移动通信、电视广播、电子测量、电子对抗和雷达技术等场合。自动增益控制放大电路的输出一般由内部的电压控制放大电路输出，电压控制放大电路的输出电流有限，使自动增益控制放大电路主要应用于后级电路吸收电流小的场合。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可输出更大电流的自动增益控制放大电路，解决现有增益控制放大电路无法输出更大电流的功能。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种自动增益控制放大电路，包括输入端uin、控制端uc、输出端uout、电压控制放大器u1、运算放大器u2、功率放大器u3、电容c1、电容c2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和二极管d1，所述电压控制放大器u1的型号为vca610，所述电压控制放大器u1的第1脚与输入端uin相连，所述电压控制放大器u1的第8脚接地，所述电压控制放大器u1的第2脚接地，所述电压控制放大器u1的第6脚与电源vss相连，所述电压控制放大器u1的第7脚与电源vee相连，所述电压控制放大器u1的第3脚与电阻r1的一端相连，所述电压控制放大器u1的第3脚与电阻r2的一端相连，所述电压控制放大器u1的第3脚与电容c1的正极端相连，所述电压控制放大器u1的第3脚与电阻r4的一端相连，所述电阻r1的另一端与电源vee相连，所述电阻r2的另一端接地，所述电容c1的负极端接地，所述电阻r4的另一端与二极管d1的负极相连，所述二极管d1的正极与运算放大器u2的第6脚相连，所述运算放大器u2的第6脚与电容c2的一端相连，所述电容c2的另一端与运算放大器u2的第2脚相连，所述运算放大器u2的第2脚与电阻r3的一端相连，所述电阻r3的另一端与控制端uc相连，所述运算放大器u2的第3脚与功率放大器u3的第4脚相连，所述功率放大器u3的第4脚与第2脚相连，功率放大器u3的第1脚与电压控制放大器u1的第5脚相连，所述功率放大器u3的第5脚与电源vss相连，所述功率放大器u3的第3脚与电源vee相连，所述功率放大器u3的第4脚与输出端uout相连。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述运算放大器u2的型号为opa620，采用本步的有益效果是，opa620为宽带精密运算放大器，可以使控制环路控制更精准，稳定速度更快。

进一步，所述功率放大器u3的型号为tda2030，采用本步的有益效果是，tda2030为经典的功率放大器，性价比高，性能稳定，技术成熟。

进一步，所述输入端uin输入正弦交流电压信号。

进一步，所述控制端uc输入直流电压信号。

本实用新型的有益效果是：在本实用新型中，该自动增益控制放大电路输出的交流电压信号具有更大电流驱动的功能，输出电压信号的峰值受到直流控制电压的控制，当直流控制电压稳定时，输出的电压值稳定，不随输入交流电压信号幅度的变化而变化，可用于大电流自动增益控制放大电路的设计，广泛地应用于接收机、移动通信、电视广播、电子测量、电子对抗和雷达技术等场合。

附图说明

图1为本实用新型的原理图

图2为本实用新型实施例中输入峰值为0.5v的正弦交流电压信号时的输入电压uin波形和输出电压uout波形

图3为本实用新型实施例中输入峰值为1v的正弦交流电压信号时的输入电压uin波形和输出电压uout波形

图4为本实用新型实施例中输入峰值为1.5v的正弦交流电压信号时的输入电压uin波形和输出电压uout波形

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种自动增益控制放大电路，包括输入端uin、控制端uc、输出端uout、电压控制放大器u1、运算放大器u2、功率放大器u3、电容c1、电容c2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和二极管d1，电压控制放大器u1的型号vca610，电压控制放大器u1的第1脚与输入端uin相连，电压控制放大器u1的第8脚接地，电压控制放大器u1的第2脚接地，电压控制放大器u1的第6脚与电源vss相连，电压控制放大器u1的第7脚与电源vee相连，电压控制放大器u1的第3脚与电阻r1的一端相连，电压控制放大器u1的第3脚与电阻r2的一端相连，电压控制放大器u1的第3脚与电容c1的正极端相连，电压控制放大器u1的第3脚与电阻r4的一端相连，电阻r1的另一端与电源vee相连，电阻r2的另一端接地，电容c1的负极端接地，电阻r4的另一端与二极管d1的负极相连，二极管d1的正极与运算放大器u2的第6脚相连，运算放大器u2的第6脚与电容c2的一端相连，电容c2的另一端与运算放大器u2的第2脚相连，运算放大器u2的第2脚与电阻r3的一端相连，电阻r3的另一端与控制端uc相连，运算放大器u2的第3脚与功率放大器u3的第4脚相连，功率放大器u3的第4脚与第2脚相连，功率放大器u3的第1脚与电压控制放大器u1的第5脚相连，功率放大器u3的第5脚与电源vss相连，功率放大器u3的第3脚与电源vee相连，功率放大器u3的第4脚与输出端uout相连。

在本实用新型实施例中，运算放大器u2的型号为opa620。

在本实用新型实施例中，功率放大器u3的型号为tda2030。

在本实用新型实施例中，输入端uin输入正弦交流电压信号。

在本实用新型实施例中，控制端uc输入直流电压信号。

本实用新型的工作原理为：

图1所示电路中的电压控制放大器u1为vca610，其电压放大倍数受到其第3脚的输入电压值的控制，运算放大器u2起到电压比较作用。电容c1为充放电电容，r4是c1的充电限流电阻。电阻r1和r2不仅为电压控制放大器vca610的第3脚提供静态工作电压，还是电容c1的放电电阻。二极管d1实现检波作用。电容c2补偿环路相位，容量较小。

功率放大器u3为经典的tda2030功率放大器，u3构成电压跟随器，使自动增益控制放大电路具有更大电流输出功能。

静态工作时，电源vee的-5v电压通过电阻r1和r2给充放电电容c1提供-2.5v的静态工作电压，使vca610以最大的放大倍数对输入到uin的交流电压信号进行放大。

功率放大器u3的输出电压uout的正峰值大于控制端uc的直流电压值时，运算放大器u2输出高电平，使二极管d1导通，运算放大器u2通过充电限流电阻r4给电容c1充电，使c1电位升高，控制vca610的放大倍数减小，直至功率放大器u3的输出电压uout的正峰值等于控制端uc的直流电压值。

令电容c1是容量为100nf的双极性电容，电容c2是容量为50pf的单极性电容，电阻r1、电阻r2的阻值为50kω，电阻r3的阻值为100ω，电阻r4的阻值为1kω，二极管d1的型号为1n3208，电源vss为正负5v双电源的+5v端，电源vee为正负5v双电源的-5v端。

当输入信号uin为正弦交流电压信号时，若输入信号

且a为电压的峰值，ω为信号角频率，为初始相位；则输出电压信号uout可表示为：

式中，b为电压信号的峰值。

自动增益控制放大电路稳定工作时，运算放大器u2反向输入端直流电压和同相输入端交流电压(即，输出电压信号uout)峰值相等，即

uc＝b。(3)

由此可知，自动增益控制放大电路输出电压信号uout的峰值b受到控制端uc的直流电压值的控制；控制电压uc固定时，输出电压信号uout的峰值b保持稳定，基本不受输入电压uin幅度的影响；这是由自动增益控制放大电路增益值

的自动变化来实现。

由于电压控制放大器u1输出连接了型号为tda2030的功率放大器u3，tda2030具有功率放大作用，输出电流iout不再受到电压控制放大器u1的最大输出电流值(80ma)的限制，可输出更大电流。

依据图1在multisim13中构建仿真电路，输出端uout连接1ω的负载电阻，由式(3)可知，若控制端的直流电压uc＝0.5v时，工作稳定后，自动增益控制放大电路输出电压信号uout的理论峰值应为500mv，对应电流峰值为500ma。图2为输入信号uin频率为10khz，峰值为0.5v的正弦交流电压信号时，自动增益控制放大电路的输入电压uin与输出电压信号uout的波形。图3为改变输入信号峰值为1v时，自动增益控制放大电路的输入电压uin与输出电压信号uout的波形。图4为改变输入信号峰值为1.5v时，自动增益控制放大电路的输入电压uin与输出电压信号uout的波形。从图2、图3和图4可知，自动增益控制放大电路实现了增益值am的自动改变，输入电压幅度变化时，输出电压信号uout的峰值最终都会稳定为500mv，对应的电流峰值为500ma，大于电压控制放大器u1的最大输出电流值80ma的限制，符合预期目标。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。