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Superhet Radio AGC - Control automático de ganancia

Superhet Radio AGC - Control automático de ganancia


El control automático de ganancia, AGC, se introdujo para detener las variaciones en las señales que causan grandes variaciones en el volumen recibido. En consecuencia, el AGC también se denominaba a menudo control automático de volumen o AVC.

Las grandes variaciones en la señal causadas por el desvanecimiento en las bandas de transmisión de onda media o en las bandas de onda corta pueden provocar grandes cambios en el volumen en la salida de una radio si no se toman medidas. Además, cuando se utiliza una radio en un vehículo en AM, pueden producirse grandes variaciones en la intensidad de la señal.

Para combatir este tipo de problemas, se introdujo el control automático de ganancia o el control automático de volumen; el término control automático de volumen, AVC se usa considerablemente menos en estos días.

Si bien el control automático de ganancia todavía sirve para controlar el volumen de salida, un sistema AGC bien diseñado también ayudará a garantizar que el receptor no se sobrecargue en presencia de señales fuertes.

Requisitos de AGC

Es necesario implementar un control automático de ganancia para mejorar la recepción. Desafortunadamente, esto no siempre es fácil de lograr y, a veces, un AGC mal implementado puede restar valor a la recepción en algunas circunstancias.

Dos de los requisitos principales de un sistema AGC en un receptor superheterodino son que debe garantizar que el audio u otra salida no varíe en un rango tan amplio que la salida de audio deba ajustarse continuamente. Con muchas radios superhet que se utilizan para recibir señales de amplitud como AM o SSB, se necesita cierto control sobre la salida final, de lo contrario, la salida de audio variará ampliamente. Como la señal puede variar en un rango de más de 70 u 80 dB, el audio debe controlarse en consecuencia.

El otro requisito es que es posible que al recibir señales fuertes, algunas etapas del receptor se sobrecarguen. Esto puede provocar problemas como la desensibilización, la modulación cruzada e incluso la recepción de señales espurias generadas en el receptor si las etapas de RF o del mezclador se sobrecargan. Además, si alguna etapa del receptor se sobrecarga, cualquier información de amplitud podría distorsionarse.

Implementaciones de AGC

La implementación de un control automático de ganancia dependerá del diseño de la radio y sus capacidades generales.

Normalmente, el voltaje de control para el AGC se deriva de las últimas etapas del receptor. Hay varias opciones que se pueden utilizar:

  • Salida del demodulador: Las fuentes de voltaje AGC más utilizadas son las del demodulador. Para AM es necesario asegurarse de que se detecta el nivel de portadora y no el nivel de modulación. El audio regenerado para las etapas de audio no es adecuado, ya que a menudo se ha pasado a través de un condensador para eliminar el nivel de CC. Además, las constantes de tiempo para cualquier filtrado no serán correctas. En consecuencia, se toma otra salida del detector de diodos que retiene la CC y se filtra para dar las constantes de tiempo AGC requeridas.
  • Etapas de audio: A veces, se puede tomar una salida de las etapas de audio. Esto puede resultar útil para modos de señal como banda lateral única y Morse, CW. Esto elimina el problema del oscilador de frecuencia de batido requerido para estos modos añadiendo que está presente y afecta el nivel de AGC.
  • IF etapas: En algunas ocasiones, se puede tomar una salida separada del amplificador de FI y pasar a un demodulador separado utilizando circuitos separados.

Este voltaje AGC se aplica luego a las etapas de FI y, a menudo, a las de RF. Normalmente, el AGC se aplica a las etapas de RF en radios de mayor rendimiento, ya que algunos receptores de transmisión de gama baja pueden no tener etapas de RF que puedan acomodar un AGC.

El AGC se aplica normalmente para que primero reduzca la ganancia de las etapas de FI y luego, a medida que la señal entrante aumenta en intensidad, también se aplica el voltaje de AGC para reducir la ganancia de las etapas de RF. De esta manera, el rendimiento de señal a ruido del receptor superhet se mantiene cuando es necesario.

Características AGC

El AGC en cualquier radio superhet tendrá constantes de tiempo asociadas. Si no se aplicaran constantes de tiempo, entonces el AGC sería rápido y eliminaría cualquier información de amplitud de la señal entrante.

El AGC debe poder permitir que las señales que se reciben estén dentro de un rango aceptable, y también debe adaptarse a los efectos del desvanecimiento por cualquier motivo. Se pueden utilizar dos constantes de tiempo:

  • Tiempo de ataque: Este es el tiempo que tarda el sistema AGC en responder a un cambio brusco en la intensidad de la señal.
  • Tiempo de decaimiento: Este es el tiempo que tarda el AGC en volver a su valor después de que se elimina una señal o desaparece un ruido transitorio.

Además, las constantes de tiempo son diferentes para diferentes tipos de modulación:

  • Amplitud modulada: A pesar de que AM no se usa ampliamente en estos días, excepto para transmisiones de difusión, la mayoría de los receptores de comunicaciones pueden acomodarlo. El voltaje de control de ganancia automático detecta el nivel de la portadora y lo usa como señal de control. A menudo, este voltaje se genera dentro del detector de envolvente y se filtra para eliminar la modulación de amplitud, sin dejar de ver las variaciones de intensidad de la señal. Las constantes de tiempo típicas pueden estar entre 0,1 y 0,3 segundos. A menudo, se utiliza un tiempo de "ataque" ligeramente más rápido para adaptarse a cualquier ráfaga de ruido grande.
  • Morse: Las señales Morse / CW tienen una característica muy diferente a la de la modulación de amplitud. La tasa de datos efectiva es mucho menor y, por lo tanto, pueden ser necesarias constantes de tiempo más largas para que el AGC no cambie continuamente con la señalización. Si esto sucede, el cambio constante en el nivel de ruido de fondo puede distraer mucho, si no molestar. Además, el hecho de que se requiera un oscilador de frecuencia de batido puede significar que el detector AGC puede ver esta señal. Esto se puede superar utilizando el nivel de audio detectado para generar el voltaje AGC, aunque esto puede provocar problemas cuando la frecuencia de audio cae por debajo del ancho de banda de audio o sube por encima de él, pero aún dentro del ancho de banda de FI. Los tiempos de ataque típicos para Morse pueden ser de 20 ms y la desintegración puede ser de 200 a 500 ms aproximadamente para permitir los espacios entre los elementos de Morse.
  • Banda lateral única: La situación de SSB es muy similar a la de Morse. Como la señal no tiene portadora, la intensidad de la señal varía constantemente según las variaciones del habla. De nuevo, se requiere un oscilador de frecuencia de batido y, como resultado, muchos receptores utilizan el audio recuperado para generar el voltaje de control para el control automático de ganancia del receptor superhet. En términos de estaño de las constantes de tiempo, se utiliza un tiempo de ataque relativamente rápido y un tiempo de caída más largo. A menudo hasta un segundo, ya que acomoda las pausas en el habla y al mismo tiempo puede seguir cualquier variación debida al desvanecimiento, etc. Si el tiempo de caída del AGC fuera demasiado corto, esto daría lugar a un rápido aumento del ruido de fondo durante las pausas del habla.
  • Modulación de frecuencia: Para la modulación de frecuencia, se puede descartar cualquier variación de amplitud ya que la modulación solo se transmite como variaciones de frecuencia. En consecuencia, las últimas etapas del IF normalmente se llevan a la limitación para eliminar cualquier variación de amplitud. Al permitir únicamente que se limiten las últimas etapas de la FI, las señales espúreas no son un problema. Solo si el límite de las etapas de RF o del mezclador se generan señales espurias no deseadas. El AGC aún se puede usar para evitar la sobrecarga en las etapas de RF, pero esto debe generarse desde un circuito antes de la limitación en el IF.

En algunos receptores, las constantes de tiempo AGC se cambian mediante el conmutador de modo del equipo. En otros receptores, es posible tener un control separado donde las constantes de tiempo se pueden configurar de acuerdo con los requisitos. También puede ser posible apagar el AGC.

El diseño de un muy buen sistema AGC necesita reducir adecuadamente la ganancia de las etapas de FI y también de RF para preservar la relación señal / ruido y también asegurar que la señal de salida del receptor superhet se mantenga en un nivel adecuado.

Ver el vídeo: Control Automático De Ganancia (Octubre 2020).