Chương 10:
Mạch tự động điều chỉnh
độ lợi AGC (Automatic Gain Control)
Mạch tự động điều chỉnh độ lợi (AGC) chỉ làm thay đổi một phần
nhỏ mức tín hiệu RF thu được. Mạch AGC tự động tăng độ lợi của máy
thu khi tín hiệu RF vào yếu và tự động giảm độ lợi của máy thu. Khi tín
hiệu RF thu được mạnh. Tín hiệu yếu có thể bò tác động bởi nhiễu trong
máy thu, thường không thể tách ra được. Tín hiệu mạnh có thể vượt qua
mức kích thích của mạch khuếch đại RF và IF và phát sinh méo phi tuyến
ngay cả trạng mạch bão hoà. Có nhiều loại mạch AGC như: AGC trực
tiếp, AGC đơn giản, AGC trễ, AGC thuận,..
AGC đơn giản:
Hình 3.18 : Sơ đồ khối của máy thu AM với mạch AGC đơn giản.
Mạch AGC điều chỉnh mức tín hiệu RF thu được và phản hồi trở
về mạch khuếch đại RF và IF để điều chỉnh độ lợi giữa các tầng RF vá IF
một cách tự động. AGC là một hình thức tái tạo lại hoặc phản hồi âm
mức tín hiệu.
Nhiệm vụ của AGC là cho phép máy thu tách và giải điều biến tín hiệu
bằng với tín hiệu phát từ nhiều đài phát khác nhau. Công suất ra loa,
khoảng cách thu sóng thay đổi theo từng máy thu khác nhau. Ví dụ máy
thu đặt trong xe không
Loa
Mạch tiền
lựa chọn &
KĐ RF
Mạch
khuếch đại
âm thanh
Mạch tách
sóng âm
thanh
Mạch
khuếch
đại IF
Mạch trộn
/chuyển
đổi
Mạch dao
động nội
AGC
Antena thu
Hình 3.19 : Mạch AGC đơn giản.
thể thu được những tín hiệu khác nhau từ tất cả các đài phát trong vùng
hoặc đối với các “master” phát tin, khi điện thoại di động đang di chuyển.
Mạch AGC tạo ra một giá trò điện ápV
AGC
và giữ cho công suất sóng
mang IF tại ngõ vào mạch tách sóng AM ở một mức tương đối ổn đònh.
Mạch AGC không phải là mạch tự động điều chỉnh volume AVC
(Automatic Volume Control). AGC là mạch giải điều biến độc lập và
không bò ảnh hưởng bởi những thay đổi thông thường trong biên độ tín
hiệu điều biến.
Hình 3.19 trình bày sơ đồ nguyên lý của mạch AGC đơn giản, thực
chất mạch AGC này là mạch tách sóng đỉnh. Trong thực tế điện áp điều
chỉnh độ lợi thường bò mất tại ngõ ra của mạch tách sóng âm thanh. Nếu
biên độ sóng mang tăng thì điện áp AGC tăng và ngược lại nếu biên độ
sóng mang giảm thì điện áp AGC cũng giảm. Mạch điện vẽ trên hình
3.19 là mạch tách sóng đỉnh âm và tạo điện áp âm tại ngõ ra của nó.
Biên độ sóng mang vào càng lớn thì điện áp ngõ ra càng âm. Điện
áp âm từ mạch tách sóng AGC được phản hồi trở về tầng IF. Tại đây nó
sẽ điều khiển điện áp phân cực trên cực B của Q
1
. Khi biên độ sóng
mang tăng thì điện áp trên cực B của Q
1
trở nên ít dương hơn, làm dòng
cực phát giảm. Độ lợi giảm làm cho biên độ sóng mang giảm theo. Khi
biên độ sóng mang giảm điện áp AGC trở nên ít âm hơn, dòng cực thu
Ngõ ra IF
Vcc
Đến mạch
KĐ âm thanh
Ngõ vào IF
Ngõ vào IF
Điện áp phản hồi AGC
T1
D1
R1
Cc
C3
R4
Q1
R2
C2
R3
R5
C1
tăng, R
c
giảm làm độ lợi mạch KĐ tăng.Tụ C
1
là tụ thoát âm thanh, ngăn
chặn sự thay đổi điện áp AGC, vì quá trình điều biến ảnh hưởng đến độ
lợi của Q
1
.
Mạch AGC trễ:
Mạch AGC đơn giản được sử dụng hầu hết trong các máy thu rẻ tiền. Tuy
nhiên, với AGC đơn giản, điện áp AGC bắt đầu tăng khi mức tín hiệu thu
được chòu tác động cuả nhiễu nhiệt độ trong máy thu. Điều này làm cho
máy thu kém nhạy hơn ( mạch này còn gọi là mạch tự động làm giảm độ
nhạy). Mạch AGC trễ ngăn điện áp AGC phản hồi từ mạch khuếch đại
RF và IF trong khi mức tín hiệu RF đã được xác đònh trước. Khi tín hiệu
sóng mang đạt được mức ngưỡng thì điện áp AGC trễ tỷ lệ với tín hiệu
sóng mang.
Hình 3.20 : Tự động điều chỉnh độ lợi (AGC).
(a) Hình dạng đặc tuyến.
(b) Quan hệ giữa độ lợi IF với mức tín hiệu vào RF.
Hình 3.20a trình bày đặc tuyến của AGC đơn giản và AGC trễ.
Mạch AGC đơn giản xem như mạch AGC trễ và nó không ảnh hưởng đến
độ lợi của máy thu khi mức ngưỡng AGC vượt quá lớn. Nhưng đối với
AGC đơn giản sẽ làm ảnh hưởng tức thời đến độ lợi của máy thu.AGC trễ
thường sử dụng trong những máy thu hiện đại.
Hình 3.20b vẽ đặc tuyến độ lợi IF với mức tín hiệu RF của AGC
đơn giản và AGC trễ.
Mức tín hiệu IF vào
Không cóAGC
AGC đơn giản
AGC trễ
Mức tín hiệu RF vào
(a)
60
50
40
30
20
10
0
-35 -30 -25 -20 -15 10 -5 0
Mức tín hiệu RF vào (dB)
AGC trễ
AGC đơn giản
(b)
Độ lợi (dB)
Mạch AGC thuận :
Do thừa hưởng các đặc điểm của AGC đơn giản AGC trễ nên thực
tế AGC thuận có dạng “Post-AGC”. Với Post-AGC mạch giảm sát mức
tín hiệu sóng mang và cung cấp đúng điện áp AGC đặt sau mạch khuếch
đại IF. Như vậy điện áp AGC chỉ thay đổi khi nó quá trễ (mức sóng mang
sẵn sàng thay đổi và được truyền đến máy thu). Cho nên AGC trễ có thể
cảm nhận được sự thay đổi nhanh chóng của biên độ sóng mang. Mạch
AGC thuận cũng giống như sự chuyển đổi AGC, ngoại trừ tín hiệu thu
giám sát kỹ tầng RF của máy thu và mức điện áp đúng được đưa vào
mạch khuếch đại IF. Thông thường, khi mức tín hiệu thay đổi sẽ bò tách
ra, những thay đổi này được hiệu chỉnh ngay trong tầng kế tiếp. Hình 3-21
Trình bày sơ đồ khối của máy thu thanh đổi tầng với mạch AGC thuận.
Hình 3-21 : Mạch AGC thuận (Forward AGC )
Mạch triệt nhiễu :
Hình 3.22 : Sơ đồ nguyên lý mạch triệt nhiễu.
Mạch tiền
lựa chọn
& KĐ RF
Mạch trộn
& chuyển
đổi
Mạch
khuếch
đại IF
Mạch tách
sóng âm
thanh
Mạch
khuếch đại
âm thanh
Tách sóng
AGC
Mạch dao
động nội
Loa
Điện áp điều khiển mạch AGC thuận
Antena Thu
Ngõ ra IF
Ngõ vàoIF
Điện áp thực điều khiển
mạch AGC
Ngõvào
Ngõ ra
Vcc
Vcc
Cc
R1
Q1(Khuếch đại IF)
R2
C2
Re
R4
R3
Q1
C3