Circuito AGC (Controle Automático de Ganho) Explicado: Princípios, Funcionalidade e Aplicações

O Controle Automático de Ganho (AGC) ajuda a resolver problemas de entrada e saída de sinal, especificamente sinais flutuantes. Isso você já sabe; no entanto, as pessoas geralmente ignoram seu mecanismo ou mesmo como ele pode dar um sinal de saída estável. Felizmente, analisamos em detalhes o circuito consolidando todos os fatos sobre o sistema para todos os curiosos sobre o circuito AGC.

1. O que é o Circuito AGC?

Controle Automático de Ganho é um sistema para regular amplitude no circuito eletrônico em um amplificador, garantindo que o sinal de saída esteja em um nível constante.

Apesar da variação de amplitude dos sinais de entrada, ele ajusta o sinal de saída médio, o que muda o ganho do amplificador.

O sistema funciona em um loop de feedback, significando que o sinal de saída encontra seu caminho de volta como um sinal de entrada. O circuito pode redirecionar o sinal de volta ao sistema através de uma cadeia de causa e efeito, resultando em um ciclo de loop.

O sistema também pode facilitar correções e ajustar-se a mudanças, daí o Sistema AGC de Malha Fechada.

2. Qual é a Função do AGC?

AGC é um método padrão de recuperação de ganho no processamento sísmico. Ao estudar ondas sísmicas marinhas, cientistas aplicam sistemas AGC aos dados. A aplicação de AGC nos dados os torna mais visíveis, pois cientistas não podem perceber algumas informações sem ele. A informação perdida é devido à decaimento de amplitude.

É ideal porque os efeitos de amplificação são automáticos na amplitude do sinal elétrico.

A aplicação é baseada em traço a traço usando um comprimento de operador AGC. Portanto, o procedimento ajuda a calcular amplitudes através de um fator de escala no comprimento do operador AGC.

Notavelmente, o comprimento do operador AGC, também conhecido como janela AGC, é essencial para correção de ganho AGC e geralmente tem duração de milissegundos.

A janela AGC é uma duração de milissegundos que cientistas usam na amostra de dados sísmicos em diferentes constantes de tempo.

É a escolha ideal de ferramenta de processamento, pois é fácil de aplicar e utilizar para aqueles familiarizados com o conceito. No entanto, tem a falha de apagar informações de amplitude dentro dos dados sísmicos.

3. Princípio Básico de Funcionamento do AGC

O princípio simples do sistema AGC é ter controle automático da saída do sinal. Ele faz isso alterando a amplitude de entrada variável de um receptor de rádio para ter equalização de amplitude de saída.

Sistemas de circuito de Controle Automático de Ganho também conduzem modulação de amplitude a sinais sólidos.

A tensão de polarização DC do emissor controla o ganho dos amplificadores assim como acontece em circuitos de tubo. O sistema AGC elimina a necessidade de reajustar novamente quando há flutuação na força do sinal.

É importante notar que ganho é a razão entre a amplitude de saída constante e o nível do sinal de entrada em um circuito amplificador.

Receptores de transistor bipolar com o sistema AGC funcionam exigindo potência por causa do sinal de ganho enviado de volta.

Se houver variação de potência AGC suficiente, a corrente de base pode facilmente controlar a corrente do emissor.

4. O Circuito AGC

Esta seção trabalhará em um projeto que requer um circuito AGC. Nosso objetivo é amplificar sinais de áudio de microfone.

A demonstração mostrará o funcionamento de um amplificador de áudio de ganho de frequência máxima, não esquecendo a circuitaria do amplificador.

Olharemos os componentes individualmente e então veremos como eles se relacionam em um circuito.

i. Conector de Microfone

O conector de microfone tem um circuito que o torna um dispositivo ativo para transmitir sinais de áudio fracos.

Um diafragma vibra por causa do sinal fraco e comunica através do circuito como uma corrente. As ondas sonoras entram no microfone como um sinal de entrada fraco de comprimentos de onda variados.

A corrente flui através de um resistor em tensão DC em nosso circuito de microfone. Um capacitor de acoplamento separa o sinal de entrada variado em circuitos subsequentes.

ii. Amplificador de Tensão

Nesta etapa, o amplificador, com um único transistor, amplifica um sinal de áudio fraco do microfone. O circuito tem ganho máximo para amplificar o sinal de áudio eficientemente.

A conexão de transição atua como terminal de entrada e saída, com o terminal do emissor para ambos.

À medida que o valor resistor-capacitor sobe com o ganho no circuito, certifique-se de que não há sinais de entrada. O objetivo é garantir que o amplificador permaneça dormente. No entanto, nesta instância, o circuito é um circuito de transistor, garantindo que a tensão de saída seja metade da tensão total no circuito enquanto ocioso.

iii. AGC + Amplificador

Utilizaremos um amplificador de feedback negativo com feedback adicional no pino positivo. Portanto, o ganho também dependerá da conexão do circuito no pino positivo.

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Do lado positivo, o Transistor de Efeito de Campo pode funcionar como um resistor de tensão variável ou como um transistor.

O capacitor (C1) sinaliza do amplificador operacional para a base do transistor em um circuito com todos os componentes. Consequentemente, R2 e C2 ajudam a converter energia CA em CC.

Mecanismos de funcionamento de C2, R4 e Q1 são estreitamente semelhantes a um diodo de fase única. A tensão de saída é diretamente proporcional à saída do amplificador.

A tensão de alimentação no gate do FET facilita a condutância mútua, atuando como resistor de tensão variável. Nesse sentido, se a tensão do gate aumenta, resulta em mais condução, diminuindo assim o ganho do receptor. Se a tensão do gate cai, reduz a condução do terra para o pino positivo, aumentando o ganho do amplificador. Nesse sentido, se a tensão do gate aumenta, resulta em mais condução, diminuindo assim o ganho do receptor.

Se a tensão for insignificante, não haverá condução no pino positivo. O resultado será o circuito atuando como um amplificador de feedback negativo.

Em tal estado, podemos usar a fórmula G = – (R2 / R1) dB para medição de amplitude para assegurar que o ganho está no máximo.

Assista a este vídeo para entender melhor e ver uma demonstração do sistema em funcionamento.

5. Aplicações do AGC

O uso mais extensivo do AGC é em receptores AM. É útil em muitos receptores de rádio modernos para regular sinais de áudio. Haveria um sistema amplificador linear sem o sistema onde sinais de áudio flutuariam com a força do sinal.

Receptores FM também usam o sistema AGC para prevenir sobrecarga por sinais mais robustos.

O sistema é útil em sistemas de radar, pois ajuda a reduzir a contribuição de ruído reduzindo ecos indesejados.

O sistema ajuda a reduzir a relação sinal-ruído ao gravar áudio. Há ruído mais proeminente quando o nível do sinal de entrada do dispositivo de áudio é baixo.

Em tais instâncias, o AGC pode ser uma alternativa à gravação de alta fidelidade, pois reduz o ganho à medida que o sinal aumenta.

(Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Broadcast_tape_cartridges.jpg )

Efeitos AGC também se aplicam a gravações telefônicas. O sistema ajuda a gravar ambas as partes de uma conversa para desempenho ótimo do recurso de gravação de chamadas.

O sistema também é essencial em dispositivos de ajuste de ganho operados por voz (Vogad). É um tipo de amplificação de microfone que reduz a faixa dinâmica.

Vogad também está em sistemas de transmissão de rádio, pois pega uma ampla variedade de sinais e transmite os sinais em uma faixa aceitável.

Na biologia, AGC é mais proeminente no campo sensorial. Um exemplo é o sistema visual de vertebrados que usa regulação de cálcio para visualizar níveis de luz.

É melhor ter em mente que condições climáticas impactam condições de sinal no sistema AGC.

Conclusão

Vimos extensivamente como a regulação de força de sinal acontece dentro do sistema AGC. Então você agora entende o que acontece nos diferentes estágios do amplificador. Caso decida tentar colocar a teoria em prática, você agora tem todas as informações necessárias para testar o sistema sob várias condições de sinal. Para mais informações sobre o circuito ou uma fonte para esses componentes, entre em contato conosco.