本實(shí)用新型涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光敏電阻的自動(dòng)增益控制電路。

背景技術(shù)：

在無線通信當(dāng)中，由于外界各種因素的影響，如本身的信號(hào)發(fā)射功率不同、信號(hào)傳播過程中的衰減和噪聲的影響等，接收機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)弱不一，往往差距很大。對(duì)于這些不同強(qiáng)度的信號(hào)，接收機(jī)就需要用到自動(dòng)增益控制電路，目的是為了根據(jù)輸入信號(hào)的強(qiáng)弱調(diào)整自身放大倍數(shù)，使始終輸出一個(gè)適當(dāng)幅值的信號(hào)，提供給接收機(jī)下一級(jí)處理，保證了接收機(jī)的穩(wěn)定工作。

自動(dòng)增益控制電路的實(shí)現(xiàn)可以分為軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)，由于軟件實(shí)現(xiàn)有延遲，純硬件實(shí)現(xiàn)因?yàn)樗俣葔蚩於鴱V泛應(yīng)用。自動(dòng)增益控制電路由可控增益放大器和控制電壓形成電路兩部分組成?？刂齐妷盒纬呻娐吠ǔ６际怯蓹z波器和低通濾波器組成。而可控增益放大器的實(shí)現(xiàn)方法則有很多，如采用模擬電子開關(guān)和電阻網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器組成放大電路，通過模擬開關(guān)選擇電阻來改變放大器的增益，但這樣的電路增益不是連續(xù)可調(diào)，導(dǎo)致最終輸出電壓幅值不能精確控制；又如由晶體管或mos管搭成的差動(dòng)電路，但這樣的電路比較復(fù)雜，同時(shí)難以得知電路的實(shí)際放大倍數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種基于光敏電阻的自動(dòng)增益控制電路。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種基于光敏電阻的自動(dòng)增益控制電路，包括可控增益放大器、整流濾波電路、運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器及光電二極管驅(qū)動(dòng)電路，所述輸入信號(hào)經(jīng)過可控增益放大器得到輸出信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)過整流濾波電路和運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器得到控制信號(hào)，再通過光電二極管驅(qū)動(dòng)電路來調(diào)整可控增益放大器的增益，形成負(fù)反饋回路；

所述可控增益放大器由反相電壓跟隨器及反相放大器構(gòu)成，所述反相電壓跟隨器由運(yùn)算放大器Q1、電阻R1及電阻R2構(gòu)成，所述反相放大器由電阻R4、運(yùn)算放大器Q2及電阻R3構(gòu)成，所述電阻R4作為反饋電阻，所述電阻R4為光敏電阻；

所述光電二極管驅(qū)動(dòng)電路由電阻R13及光電二極管D3串聯(lián)構(gòu)成，所述電阻R13一端接控制信號(hào)，所述光電二極管D3一端接地；

所述可控增益放大器中的電阻R4與所述光電二極管驅(qū)動(dòng)電路的光電二極管D3封裝在一個(gè)黑暗空間，通過光電二極管D3光強(qiáng)的變化改變電阻R4的阻值。

所述整流濾波電路由全波精密整流電路及電容C1構(gòu)成，所述電容C1并聯(lián)在全波精密整流濾波電路后級(jí)運(yùn)算放大器Q4的反饋電阻R9兩端。

所述運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器由運(yùn)算放大器Q5、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C2及電容C3構(gòu)成。

本實(shí)用新型的有益效果：

(1)本實(shí)用新型使用光敏電阻構(gòu)成可控增益放大器，使增益連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)了輸出信號(hào)幅值的準(zhǔn)確控制。

(2)本實(shí)用新型可以根據(jù)采集運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器的輸出獲取可控增益放大器的實(shí)際放大倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)更多功能。

(3)本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，原理容易理解，便于使用分立元器件去組成電路，電路參數(shù)易于調(diào)整。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的可控增益放大器的電路圖；

圖2是本實(shí)用新型的整流濾波電路圖；

圖3是本實(shí)用新型的運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器的電路圖；

圖4是本實(shí)用新型的光電二極管驅(qū)動(dòng)電路圖。

圖5是本實(shí)用新型的總體連接框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

如圖5所示，一種基于光敏電阻的自動(dòng)增益控制電路，包括可控增益放大器、整流濾波電路、運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器及光電二極管驅(qū)動(dòng)電路，所述輸入信號(hào)經(jīng)過可控增益放大器得到輸出信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)過整流濾波電路和運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器得到控制信號(hào)，再通過光電二極管驅(qū)動(dòng)電路來調(diào)整可控增益放大器的增益，形成負(fù)反饋回路；

所述可控增益放大器由反相跟隨器及反相放大器構(gòu)成，所述反相跟隨器由運(yùn)算放大器Q1、電阻R1及電阻R2構(gòu)成，所述反相放大器由電阻R4作為反饋電阻與運(yùn)算放大器Q2及電阻R3構(gòu)成，所述電阻R4為光敏電阻，而可控增益放大器的輸出信號(hào)Uout送到后級(jí)處理器的AD通道處理。

所述整流濾波電路包括全波精密整流電路及電容C1，所述電容C1并聯(lián)在全波精密整流濾波電路后級(jí)運(yùn)算放大器Q4的反饋電阻R9兩端，可以得到輸出信號(hào)Uf的幅值。

所述運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器把濾波電路的輸出信號(hào)和給定幅值電平進(jìn)行比較做PI運(yùn)算得到控制信號(hào)，同時(shí)運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)送進(jìn)后級(jí)處理器的AD通道，以獲取可控增益放大器的實(shí)際放大倍數(shù)。

所述光電二極管驅(qū)動(dòng)電路由電阻R13及光電二極管串聯(lián)構(gòu)成，所述電阻R13一端接控制信號(hào)，所述光電二極管一端接地；

所述光電二極管與電阻R4封裝一起形成黑暗空間，通過光電二極管的光強(qiáng)改變光敏電阻的阻值。

如圖1所示，所述可控增益放大器的具體連接方式如下：輸入信號(hào)Uin經(jīng)過電阻R1輸入到運(yùn)算放大器Q1的負(fù)端，所述運(yùn)算放大器Q1的正端接地，所述運(yùn)算放大器Q1的輸出端與電阻R3的一端連接，所述電阻R3的另一端與運(yùn)算放大器Q2的負(fù)端連接，所述運(yùn)算放大器Q2的正端接地，所述電阻R2跨接在運(yùn)算放大器Q1輸出端與負(fù)端之間，所述電阻R4跨接在運(yùn)算放大器Q2的輸出端與負(fù)端之間。

本實(shí)用新型具體工作過程如下：

如圖1所示，輸入信號(hào)Uin經(jīng)過反相電壓跟隨器和由光敏電阻R4作反饋電阻的反相放大器得到輸出信號(hào)Uout；

如圖2所示，輸出信號(hào)Uout經(jīng)過整流濾波電路得到輸出信號(hào)的幅值Uf。其中該電路去掉電容C1就是一個(gè)全波精密整流電路，其中，R5＝R6＝R7＝R8/2＝R9/3.14。當(dāng)Uout瞬時(shí)值大于0時(shí)，D1截止，D2導(dǎo)通，由R5、R6、Q3組成一個(gè)放大倍數(shù)為-1的反相放大器，得Um＝-Uout，而R7、R8、R9和Q4組成加法器，即輸出Uf＝-1.57*(2*Um+Uout)，代入U(xiǎn)m＝-Uout，得Uf＝1.57*Uout；當(dāng)Uout瞬時(shí)值小于0時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止，Um＝0，由Uf＝-1.57*(2*Um+Uout)，得Uf＝-1.57*Uout，輸出反相。因此該電路實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)全波精密整流功能，同時(shí)乘以一個(gè)放大倍數(shù)1.57。而再加上電容C1就是加了一個(gè)截止頻率為1/R₉C₁的低通濾波環(huán)節(jié)。由于精密整流后得到的信號(hào)其直流分量為原信號(hào)幅值除以1.57，因此，調(diào)整R9、C1的參數(shù)，使濾掉其交流分量，就可以剛好得到輸出信號(hào)幅值的值。

如圖3所示，輸出信號(hào)的幅值Uf和給定幅值電平Vref分別輸出到典型運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器中，得到控制電壓信號(hào)Uc。其中，當(dāng)Uf大于Vref，Uc增大，當(dāng)Uf小于Vref，Uc減小，直到Uf等于Vref。同時(shí)控制電壓信號(hào)Uc送進(jìn)后級(jí)處理器，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電阻R13、光電二極管的特性和光敏二極管的特性，可以獲得控制電壓信號(hào)Uc和光敏電阻阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，只要把其列表事先存在后級(jí)處理器中，就可以由Uc得到光敏電阻的值，從而得知可控增益放大器的實(shí)際放大倍數(shù)。

如圖4所示，控制電壓信號(hào)Uc經(jīng)過電阻R13驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管D3發(fā)光。其中，發(fā)光二極管D3要和說明書附圖1中的光敏電阻R4封閉在一個(gè)黑暗空間中。Uc增大，發(fā)光二極管亮度增大，光敏電阻阻值減小，反之光敏電阻阻值增大。

本實(shí)用新型輸入信號(hào)經(jīng)過可控增益放大器得到輸出信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)過整流濾波電路電路得到輸出信號(hào)的幅值，再經(jīng)過運(yùn)放PI調(diào)節(jié)器與給定幅值電平比較做PI運(yùn)算得到控制信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)光電二極管發(fā)出不同的亮度以改變可控增益放大器中的光敏電阻的阻值，構(gòu)成負(fù)反饋回路，最終使輸出信號(hào)的幅值穩(wěn)定在給定幅值電平不變，然后送進(jìn)后級(jí)處理器的AD通道進(jìn)行采集和處理。同時(shí)運(yùn)放PI的輸出也送進(jìn)處理器的AD通道，通過事先存在處理器的數(shù)據(jù)查表可以得到可控增益放大器的實(shí)際放大倍數(shù)。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。