Commande automatique de gain

d’après une idée de Ton Giesberts (Elektor Labs)

Un circuit de commande automatique de gain (CAG ou AGC pour automatic gain control) est indispensable dans de nombreuses applications ; c’est le cas par exemple des circuits de détection de signaux faibles. Pensez à un détecteur de chauves-souris, dont les cris, qui sont pour l’essentiel des ultrasons, captés par un microphone, sont d'abord amplifiés avant d’être transposés dans une plage de fréquences audibles par les humains.
Voici un circuit qui démontre qu'une telle CAG n'a pas besoin d'être compliquée.
 

Figure 1

Deux amplificateurs opérationnels sont mis en œuvre. L'un est non-inverseur et construit autour de IC1A. Son gain A1 est régi par l’équation suivante :

A1 = R4 / (R2 + R3||T1) + 1

où R3||T1 signifie que l'on considère la résistance des composants R3 et T1 branchés en parallèle. L’autre ampli-op, IC1B, est configuré en amplificateur inverseur. Son gain A2 est égal à :

A2 = –R6 / R5

L'astuce de ce circuit se trouve dans les deux diodes D1 et D2. Avec les condensateurs C2 et C3, elles forment une cascade dont l’effet est de doubler la tension. À partir de la tension de sortie de IC1B, on obtient ainsi une tension de commande qui va régler la conduction du transistor JFET T1.
En effet, le JFET est un semi-conducteur qui se prête bien à jouer le rôle de résistance variable commandée en tension. La résistance R3 montée en parallèle avec le JFET permet de régler le gain minimum de IC1A.
Dans le circuit de la figure 1, c’est un J113 qui est utilisé comme JFET ; les deux diodes sont de type Schottky. Cependant, d’autres composants similaires peuvent être utilisés ; le circuit fonctionnera avec d'autres JFET que le type indiqué, ainsi qu’avec des diodes ordinaires, telles que des 1N4148, pour D1 et D2.
La construction ne pose pas problème ; on peut se passer de circuit imprimé, c’est un circuit qui invite à l'expérimentation, et qu’on pourra donc réaliser sur une plaque d’essais.