淺析DF100KW短波發(fā)射機(jī)的高頻寄生振蕩及其消除理論依據(jù)

郭海東

摘 要 本文對(duì)發(fā)射機(jī)在高頻區(qū)寄生振蕩及其消除方法進(jìn)行了理論分析，結(jié)合實(shí)際電路，總結(jié)了DF100KW短波發(fā)射機(jī)消除寄生振蕩的方法，以及消除寄生振蕩的理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射機(jī) 高頻 振蕩 中和電路

1 前言

在大功率中發(fā)射機(jī)中，高頻放大往往采用三極管，由于三極管陽(yáng)極和柵極間的極間電容較大，使電子管的柵極回路與陽(yáng)極回路互相耦合，引起直通和反作用等不良影響。

的影響程度與使用頻率有關(guān)。在長(zhǎng)波發(fā)射機(jī)中，由于頻率低，的影響可以忽略不計(jì)；對(duì)中、短波發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，就要考慮的影響；對(duì)短波發(fā)射機(jī)特別是超短波發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，不但要考慮的影響，而且還用考慮引線電感的影響，這主要是頻率升高，的容抗變小，引線電感的電抗變大的關(guān)系。

發(fā)射機(jī)寄生振蕩一般是在調(diào)機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，但在運(yùn)行中時(shí)有發(fā)生。在我臺(tái)發(fā)射機(jī)在安裝調(diào)試及運(yùn)行中出現(xiàn)過(guò)幾種不同類(lèi)型的高頻區(qū)振蕩。高頻區(qū)頻率范圍3～30MHz，遇到的振蕩類(lèi)型：燈絲電源和前級(jí)板壓電源引起的振蕩、超低頻振蕩；低頻區(qū)頻率范圍30Hz～300kHz，遇到的振蕩類(lèi)型：負(fù)阻振蕩、高壓電源引起的振蕩。

2 高頻振蕩的產(chǎn)生原理

在大型電子管內(nèi)存在著極間電容和引線電感，幾到幾十微微法的極間電容，對(duì)中短波發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)是不容忽視的，其主要形成原因有以下兩個(gè)方面：

2.1 直通

輸入回路能量可以通過(guò)極間電容直接送到輸出回路中去，激勵(lì)電壓Ug所產(chǎn)生的高頻電流的一部分I直通過(guò)直接送到陽(yáng)極回路，并在陽(yáng)極負(fù)載上產(chǎn)生電壓降，如圖1（a）（b）所示。陽(yáng)柵電容愈大，陽(yáng)極負(fù)載電阻愈大、頻率愈高，則直通效應(yīng)愈大，影響愈為嚴(yán)重。

2.2 反饋

輸出回路通過(guò)它對(duì)輸入回路的激勵(lì)產(chǎn)生反作用。反饋就是陽(yáng)極電流的一部分I反通過(guò)反饋到本級(jí)的柵極回路，如圖1（a）所示。反饋電流使輸入導(dǎo)納變成容性，使電子管柵極輸入阻抗改變，這個(gè)阻抗反映到前級(jí)時(shí)，將使前級(jí)回路失諧，導(dǎo)致工作不穩(wěn)定。

3 高頻振蕩的危害

高頻振蕩在短波發(fā)射機(jī)上的表現(xiàn)特征是：斷開(kāi)高頻激勵(lì)信號(hào)，各極加直流電壓（即加高壓），板極回路仍然有高頻信號(hào)，落高壓則此信號(hào)消失。如果電路中存在振蕩，可造成以下幾方面的影響：首先，如果電路中存在較弱的振蕩，即可產(chǎn)生寄生發(fā)射，造成頻譜干擾，影響接收質(zhì)量；其次，使發(fā)射出去的信號(hào)產(chǎn)生失真，接收端產(chǎn)生較大的雜音，影響接收效果；再次，使發(fā)射機(jī)能耗增加，影響整機(jī)工作效率。還有，會(huì)造成發(fā)射機(jī)元器件易產(chǎn)生過(guò)荷、打火，導(dǎo)致機(jī)器不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞電子管。

4 高頻振蕩消除原理

由前介紹可知，極間電容的直通和反饋?zhàn)饔每梢援a(chǎn)生各種寄生振蕩。從自激振蕩理論可知，要激勵(lì)起自激振蕩必須使反饋電壓和激勵(lì)電壓保持振幅和相位的平衡，而要維持振蕩就比須使振幅和相位平衡達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于放大器而言，必須采取各種措施破壞這些振幅和相位的平衡條件和穩(wěn)定條件，以消除自激振蕩，保證放大器的穩(wěn)定工作。

維持自激振蕩的相位和振幅平衡條件的公式是：

其中：S1—電子管的基波折合跨導(dǎo)；

—基波槽路阻抗；

K1—基波反饋耦合系數(shù)；

D—電子管滲透率。

欲使電路在任何頻率上不發(fā)生自激可能性的基本辦法是破壞這個(gè)平衡條件，即：

如果電子管已經(jīng)選定，S1和D就是一個(gè)固定數(shù)據(jù)，為了消除自激就必須使K1和減少。使K1值降低的措施很多，如在電子管的柵陰極之間外接一個(gè)相當(dāng)?shù)碾娙荩渥饔门c極間電容作用相反，這樣就可以抵消極間電容所產(chǎn)生的影響。使減低的措施也很多，如在電子管的板極、柵極出頭處串接一個(gè)電阻，就相當(dāng)于在振蕩槽路里加了一只電阻，使此槽路發(fā)生很大的衰減。

電子管極間電容是構(gòu)成振蕩槽路的主要元件，因此，消除極間電容的直通和反饋?zhàn)饔茫窍约ふ袷幍闹匾蝿?wù)。

5 高頻振蕩消除電路

由上所述，消除極間電容是防止高頻振蕩的主要途徑，以下以DF100KW短波發(fā)射機(jī)為例，介紹如何利用中和電路來(lái)消除高頻振蕩的。如圖2所示。

5.1 電路特點(diǎn)分析

DF100A型發(fā)射機(jī)的高末級(jí)電路組成有以下特點(diǎn)：

高末級(jí)采用單只蒸冷式陶瓷四極管，選用四極管，可有效減少高頻震蕩。

柵極回路由L11、R18和R19組成的陷波電路以及簾柵極回路由L16、R24和R25組成的陷波電路，以防止射頻阻流圈振蕩。

采用下出汽的蒸發(fā)鍋冷卻來(lái)冷卻電子管，以減少分布電容，下出汽就是將汽水分離器移到鍋外的儲(chǔ)水箱中，從而減小蒸發(fā)鍋的體積達(dá)到較小分布電容的目的。

采用新型的分布型隔直電容3C35，直接安裝在電子管蒸發(fā)鍋上，盡量縮短引線電感。

采用分布型的簾柵旁路電容，其引線電感很小，有利于降低高頻寄生振蕩。

槽路電感采用三根短路棒，將線圈不用的部分短路在零磁場(chǎng)內(nèi)。

采用橋式中和方式，消除本波振蕩。

電子管簾柵旁路電容采用聚酰亞胺薄膜，減小引線電感。

槽路3L12為槽路π網(wǎng)絡(luò)電感，由于寄生電容的影響產(chǎn)生諧振峰，難以消除，所以在槽路電感側(cè)面加裝了3C12、3L1、3R33//3R34的LCR串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，以消除諧振峰，串聯(lián)諧振峰約為40—50MHZ。

3C36、3C37和3C38、3C39均為兩個(gè)可變真空電容并聯(lián)，由于真空電容波紋管的存在，并聯(lián)可變真空電容可能出現(xiàn)較高頻率的諧振，所以在兩個(gè)并聯(lián)可變真空電容底部分別并聯(lián)3R29//3R30、3R31//3R32各兩只100Ω無(wú)感電阻。

5.2 中和電路及中和電容的估算

DF100A型發(fā)射機(jī)采用全橋式電路來(lái)中和，中和是寬頻帶的，只有在更換了末級(jí)電子管時(shí)才需要調(diào)整。特殊的低電感的容性管座使電子管的簾柵極旁路，這將有效地保證簾柵極處于射頻地電位，維持寬帶中和并且穩(wěn)定工作。

由圖3等效電路圖中電橋平衡時(shí)，對(duì)之間相互隔離，故無(wú)直通和反作用，雖然對(duì)有反饋，但為負(fù)反饋，不形成振蕩。對(duì)于4CV100000C電子管來(lái)說(shuō)，

已知：Cin=440PF，=32PF，C33=1200PF，=92PF，=120PF，=Cin-=440-120=320PF；對(duì)于國(guó)產(chǎn)高末柵盤(pán)16000PF；

因此中和電容可調(diào)節(jié)到13.72PF，實(shí)際工作中可參考此數(shù)值對(duì)中和電容進(jìn)行調(diào)節(jié)。

依據(jù)以上分析，結(jié)合實(shí)際工作，準(zhǔn)確找到發(fā)射機(jī)產(chǎn)生寄生振蕩的原因，能有效地提高發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定性。

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作者單位

國(guó)家新聞出版廣電總局602臺(tái) 西藏自治區(qū)拉薩市 850013