王 龍
(作者單位:國家新聞出版廣電總局722臺)
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短波發射機中的寄生振蕩
王龍
(作者單位:國家新聞出版廣電總局722臺)
摘 要:本文根據自身對短波調幅廣播發射機的維護經驗,分析射頻放大電路中寄生振蕩生成的原因,簡述寄生振蕩的危害,并提出檢查和消除寄生振蕩的方法。
關鍵詞:短波發射機;射頻放大器;寄生振蕩;穩定
在短波調幅廣播發射機維護的過程中,“穩定”占有至關重要的地位,它是保持發射機正常運轉和優質播出的前提。有相關人士指出,一個發射機正常工作時在不加任何音頻信號和高頻激勵時,應該也沒有音頻和射頻信號輸出,發射機工作時不應該有寄生調制和寄生發射,即沒有寄生振蕩就表示該發射機處于穩定狀態。
短波廣播發射機的射頻和音頻都需要多級放大,每一級放大電路都可能產生自激振蕩,這非常容易滿足震蕩條件,機器發射功率越大產生的寄生振蕩幅度也越大。電路引線過長,電子管老化,電子管極間電容過大等原因也會使正常的發射機產生寄生振蕩。因此,為提高維護者的維護水平,必須研究寄生振蕩的特點并設法予以消除。
射頻頻段的寄生振蕩大致有3種類型:一是振蕩的頻段比工作頻段低,這稱為阻流圈振蕩,這種振蕩在短波發射機中會產生中波波段的振蕩;二是振蕩的頻段比工作頻段高,這種振蕩在短波發射機中會產生甚高頻段的振蕩;三是本波振蕩,即為工作頻段的振蕩。
寄生振蕩生成原因一般是因為放大器的輸出信號經過某些感應電路反饋至輸入端產生的,但是如果這些反饋電路中反饋信號與輸入信號相位差180°形成負反饋就不會引起振蕩,如果反饋信號與輸入信號同相位形成正反饋,則電路就可能產生振蕩。在短波廣播發射機的電子管高頻功率放大器中產生寄生振蕩的原因大致可以分為以下幾種:一是當電子管工作在柵極或簾柵極的負阻段時,電子管可能產生負阻振蕩;二是放大電路的輸出信號通過極間電容(Cag、Cak等)反饋到放大器的輸入端,且反饋信號與輸入信號的相位和幅度滿足一定的條件,該放大器就會形成自激振蕩系統,產生自激振蕩;三是電子管外部的輸入回路與輸出回路之間屏蔽不良引起的電磁耦合而產生的振蕩。
寄生振蕩可以在很多方面對短波調幅廣播發射機造成危害,它不僅可能降低發射機的聲電指標,影響發射機的播音質量,甚至可能造成發射機元件的損壞,導致發射機不能正常播音。機身振蕩對發射機的危害何以大致歸納為以下幾點:當發射機中存在較弱的寄生振蕩時,播音中產生的寄生發射,會對頻譜產生干擾;寄生振蕩還會造成調制音頻的失真;寄生振蕩還會產生不必要的能量損失,導致發射機的整機效率大大降低;較大的寄生振蕩可以直接擊穿電子元件,或燒壞電子管,對發射機造成嚴重損壞;如果發射機存在強大的寄生振蕩可能導致發射機打火、過荷,甚至無法合上高壓,該發射機也就無法工作。
在發射機的維護過程中,必須正確認識寄生振蕩,并引起足夠重視,應用的設備和儀器適當,只有采取的方法正確,才能準確查出產生振蕩的位置,正確鑒別其性質,以便采取合適的方法盡力予以消除,以保證設備的安全和播音的質量。
檢查寄生振蕩時,一般是刻意創造條件使振蕩出現并且穩定,以便測試振蕩強度,鑒別振蕩性質,從而有針對性地予以消除。常用的方法是使電子管在高跨導區工作,加大發射機的發射功率,調整負載和反饋電路等。檢查寄生振蕩的方法可以分為3個步驟。一是冷機測試。在發射機放大電路未加電時測試其的分布參數,對各頻段的諧振阻抗用掃頻儀測出波形。對波形進行分析,判斷引線過長和分布電容過大的元件,在降低激勵的狀態下調整中和,并測單邊中和的中和比。二是靜態穩定檢查。在電子管靜態屏極損耗為額定值70%左右時,調整電子管屏極槽路和柵極槽路元件,來檢查寄生振蕩。三是動態試驗。采取過調試驗、斷激試驗、沖擊試驗和封鎖試驗等多種方式做動態穩定檢查,判斷工作狀態急劇變化時是否會觸發寄生振蕩。這些試驗都是在有調幅的狀態下進行的,因此檢查射頻系統的同時對音頻系統的動態穩定性也做了檢查。
寄生振蕩的處理,可以從負載和反饋兩方面入手,衰減法衰減幅度和解諧法變化相位是常用的兩種方法。衰減法是在電路中加入衰減元件衰減掉部分寄生振蕩信號的幅度或者引入純阻性改變阻抗性質消除寄生振蕩,對工作頻率也要盡量減少防振元件的能量損耗。解諧法是改變輸入信號和反饋信號的相位,使其無法諧振,破壞振蕩條件,減小振蕩。
寄生振蕩線路千差萬別,性質也各有所異,但處理射頻振蕩的方法一般就是調整好中和電路消除本波振蕩;振蕩頻段低于或高于工作頻段的頻率可以采用降低Q值壓低負載阻抗;減小柵極回路的阻抗、加大反饋回路的阻抗從而降低反饋系數等方法來處理。
近年來,隨著廣播發射機功率的逐步加大和播音質量的不斷提高,對發射機穩定性的要求也越來越高。寄生振蕩對于短波廣播發射機的危害甚大,維護者在維護過程中要高度重視,正確判斷振蕩的幅度與位置,準確鑒別振蕩的性質,有針對性的采取措施,盡力減小和消除寄生振蕩,確保廣播發射機運行安全穩定,播音質量良好。