一种视频自动增益控制(AGC)电路的应用?

2011-04-21 22:24:20来源: 互联网 关键字:自动增益控制  电路  视频
1 引 言
  在工业视频传输系统中,由于接收环境不同或外界干扰以及器件老化等产生的影响,接收到的信号的强弱可能变化很大。当信号较弱时,图像的对比度会变小,清晰度差且同步不稳定,无法成像。信号较强,将使后级放大器进入饱和区和截止区,导致信号严重失真,而且还会将同步脉冲切割掉,得不到良好的图像。在涉及安全生产的监控系统中,高质量、稳定的视频图像信号 ,对企业的生产尤其具有重要意义。
  为此,本文介绍了一种峰值型视频自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)电路。它根据视频信号中同步头幅度最大的特点,取出同步头峰值作为放大器增益的控制电压,与传输图像内容无关,并且能够抑制混在视频信号中的低频干扰。
2 AGC电路工作原理及控制方式
2.1 工作原理
  在SGJ-5视频光接收机中,AGC系统的组成框图如图1所示。
                                
   通过光/电转换电路得到由光纤传输过来的视频信号变换为电信号,经调整分压后进入视频放大电路,其AGC反馈回路从输出中取得视频信号,经过检波整流,使之变成随视频信号的强弱而变化的直流控制电压,该电压反馈控制视频放大器三极管的直流工作点,从而改变其增益,达到稳定输出的目的。
    AGC系统主要由视频放大、AGC检波、AGC放大等电路组成。它是一闭环幅度反馈控制系统。
其中,AGC控制电路由AGC检波、AGC放大等电路组成,AGC检波将代表信号强弱的视频信号进行检波,从而得到与输入信号强弱成正比的直流电压,此电压即为AGC控制电压。
2.2 控制方式
   AGC控制电路的控制方式有两种,一种是正向AGC,另一种是反向AGC。正向AGC的特点是,当输入信号ui增大时,AGC控制电压也增大,而放大器的增益K却下降,即Ui↑→UAGC↑→K↓。显然,反向AGC的特点是Ui↑→UAGC↓→K↓。
    由于反向AGC工作时,信号增大,晶体管的工作点电流反而减小,从而使动态范围进入截止区,使AGC电路AGC作用失效。所以,本文提出的AGC电路采用了正向AGC。用于正向AGC的放大器必须采用具有AGC功能的专用晶体管,它们的输出特性曲线扫帚形张开。当Uce为一定值时,管子的β值随工作点IC的变化非常明显,其晶体管电流和增益的关系如图2所示 。
                            
3 电路分析
  AGC电压取自视频输出,反映视频信号的强弱变化,但又不希望受视频信号内容的影响,为此 ,系统采用了峰值型AGC电路。与平均值型AGC电路和键控型AGC电路相比,峰值型AGC电路的AGC电压随视频信号的峰值(即同步头脉冲)变化,只与外界信号的强弱有关,与图像的内容无关,避免了图像内容对AGC电压的影响。其AGC电路如图3所示。
      
  其中,三极管9011为AGC检出管,2AP9J为检波二极管,C1为电压保持电容。AGC电压从9013的射极输出,提高输出电压的带负载能力。9011的基极加入一个正极性的图像信号,经9011反相放大后,正极性的同步头作用于2AP9J的正极,进行峰值检波,对C1充电,其充电时间常数很小。当同步头过后,2AP9J截止。这时C1充得的电压相当于同步顶的幅度,C1上的电压通过射极跟随器9013的输入阻抗放电,由于射极跟随器的输入阻抗较大,可达到100K,故放电缓慢,当C1=0.1μF时,其放电时间常数为104μs,远大于行同步周期,因此C1上的电压可以近似看作维持在峰值不变,该电压通过射极跟随器输出,作为AGC的控制电压。视频信号愈强,控制电压也愈高,AGC控制的结果,使放大器的增益减小,图像信号幅度减小,最终使视频输出的图像信号保持在某一峰峰值的范围。
4 结束语
  本文介绍的峰值型AGC电路,其控制电压与图像内容无关,只与同步头幅度有关。电容充电时间常数很小,当同步头到达时,电容能迅速达到同步头电压幅度。放电时间常数为毫秒数量级,能跟得上混在视频信号中的低频干扰信号变化速度,具有反调制作用,能够抑制低频干扰。
  但是,也有一个不足之处,由于AGC电路充电时间常数很小,混在视频信号中高于同步头电平的干扰信号AGC工作状态影响很大。它使电容器C1充电到干扰信号的峰值,晶体管增益急剧下降,影响图像对比度,同时由于放电时间常数相对较大,在若干行同步周期内C1电压不能回复到正常状态,严重时会破坏同步,不能稳定地接收图像。

 

  参考文献
 
1 周桂友等.彩色电视机原理.南京:东南大学出版社,1992
2 陈贤尧等.彩色电视接收机原理.北京:高等教育出版社,1993
3 高远环.视频信号处理用IC手册.北京:清华大学出版社,1996
4 刁鸣.电视接收机原理.北京:学苑出版社,1999 

关键字:自动增益控制  电路  视频

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0421/article_7456.html
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