近年来,随着电视、广播、通信、雷达发射机、信号源以及多种测量仪器的频率越来越宽、功率范围越来越大,对自动电平控制(ALC)系统的要求也越来越高。本文基于科研需求,针对各类方案的优缺点,对ALC系统进行了新的探索研究。本文首先介绍了自动电平控制系统的概念、原理、应用背景以及发展现状。然后给出了系统指标。在分析指标以后,设计了一种模拟ALC环路与数字扩展功率电路相结合的方案。采用模拟电路对ALC环路进行设计,采用数字电路建表存储参考电压,并对级联程控衰减器进行控制,以扩展输出功率。制定方案后,对所需器件进行选型,然后对方案进行了功率电平估算,以论证方案可行性。之后,对系统各部分的子电路,包括超宽带低噪声放大器、宽带MMIC放大器、超宽带多节不对称定向耦合器、电调衰减器、程控衰减器、检波器、比较器、反相器、单片机MCU、电平转换电路、E2PROM、DAC电路、电源电路进行了仿真与设计。另外,对前期建表程序以及功率选择程序进行了编写调试。为减小电磁功率干扰与泄漏,设计并加工了铝制屏蔽盒。设计并加工完成后,对每个子电路进行了调试与测试,然后对整个系统进行了联合调试。最终设计并制作了一款采用模拟ALC环路与数字扩展功率电路相结合方案的超宽带大动态范围自动电平控制系统。工作频率覆盖500MHz~3GHz,输入功率动态范围0dBm~+13dBm,输出动态范围达到-60dBm~+10dBm,分辨率为0.5dB,误差为±1dB。经过测试,各方面的结果达到了要求,证明理论分析基本正确,设计是成功的。