【正文】 調(diào)節(jié)電路中的 3PR 即可達(dá)到調(diào)節(jié)輸入音頻信號幅度大小的目的，改變音頻信號大小得到盡可能大的調(diào)幅度 aM （注意防止產(chǎn)生過調(diào)幅失真），測得調(diào)幅度大小滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求后，將已調(diào)信號輸送到后級進(jìn)行功率放大，進(jìn)而通過天線輻射到自由空間中去 [26]。此時，可通過調(diào)節(jié)緩沖隔離級的射級電阻 1PR 來提高緩沖隔離級的輸入阻抗，也可以減小主振級和緩沖級的耦合及減小 C4 來調(diào)整輸出波形。 晶振級與緩沖級聯(lián)調(diào)時可能出現(xiàn)緩沖級輸出電壓明顯減小或波形失真的情況。 按設(shè)計(jì)的電路安裝好本振級后，調(diào)整主振級的電位器 0PR 來調(diào)整晶體管的工作點(diǎn)，使振蕩管電流為 3mA 左右，適當(dāng)調(diào)整主振級可調(diào)電容 C1，使輸出頻率維持在 6MHz 左右，幅度置為 40mV，波形為正弦波。而電路的裝調(diào)順序一般從前級單元電路開始，向后逐級進(jìn)行。螺旋式天線的接收效率通常不如直線 1/4 波長的拉桿天線，但是在某些應(yīng) 用場合中更加關(guān)注天線的耐用性而不是有效性。螺旋式天線不是將元器件直線延長到 1/4 波長，而是將天線螺旋纏繞成一個線圈。在真空中信號的傳播速度為光速，本機(jī)的中心頻率為 6MHz，因此，由公式，波長 =速度／頻率可得到信號波長為 米，由于天線長度比較長，因此可以采用螺旋形式的天線。 天線的設(shè)計(jì)方案 在日常的移動通信應(yīng)用技術(shù)中，拉桿天線是我們經(jīng)常接觸到的，雖然發(fā)射機(jī)應(yīng)用時其覆蓋面積不是很大，但是由于其價格低廉，方便實(shí)用，因此得到了普遍的應(yīng)用。 Dbi 是相對于點(diǎn)源天線的增益，在各方向的 增益是均勻相同的， dBd 相對于對稱陣子天線的增益 dBi=dBd+。 天線的增益 天線的增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發(fā)信息的能力，一般來說，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在水平面上保持全向的輻射性能。由于電波的特性，決定了水平極化傳播的信號在貼近地面使使地面表面產(chǎn)生極化電流，極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場信號迅速衰減，而垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流，從而避免了能量的大幅衰減，保證了信號的有效傳播。 天線的極化方式 所謂天線的極化，就是指天線輻射時形成的電場強(qiáng)度方向。天線的匹配工作就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量，使電阻分量盡可能的接近饋線的特征阻抗。 天線的相關(guān)知識及設(shè)計(jì) 天線的輸入阻抗 天 線的輸入阻抗就是指天線饋電端輸入電壓與輸出電流的比值。 高頻寄生振蕩一般由電路的分布參數(shù)（分布電容，引線電感）影響造成的。下圖（圖 362）表示出疊加入低頻自激后的輸出波形。消除參量型寄生振蕩的常見方法是在基極或發(fā)射極接入防振電阻或引入適當(dāng)?shù)母哳l電壓負(fù)反饋，如果可能的話，可以適當(dāng)減小激勵信號電平 [6]。對輸出波形影響較大的有 1/2 基波頻率和 3 倍頻自激，下圖（圖441）所示為 1/2 基波頻率功放輸出端的合成波形。 寄生振蕩極其消除辦法 寄生振蕩是高頻功率諧振放大器應(yīng)用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，常見的寄生振蕩有以下兩種： （ 1）參量自激型寄生振蕩 當(dāng)功放的輸出電壓 Vcm 足夠大時，功放的動態(tài)工作點(diǎn)就可能進(jìn)入?yún)⒘繝顟B(tài)，這時晶體管的許多參數(shù)將隨著工作狀態(tài)而改變，如集電結(jié)電容 Cb39。這時集電極的輸出電壓將減小，集電極電流也隨之增大，從而導(dǎo)致集 電極的耗散功率將增加，嚴(yán)重時還會損害晶體管。 諧振功率放大器的調(diào)整 諧振狀態(tài)的調(diào)整 設(shè)計(jì)并計(jì)算高頻諧振功放的前提是假定諧振回路已處于諧振狀態(tài)，即集電極的負(fù)載阻抗為純電阻。 將上述設(shè)計(jì)計(jì)算的原件參數(shù)按照上圖（圖 431 ）進(jìn)行安裝，然后逐級進(jìn)行調(diào)試。 L10， L20 可以采用色碼電感，也可以采用環(huán)形磁芯繞制。取高頻旁路電容為 CE1=,輸入耦合電容為 C1=。1 ?? RhNN η 取次級匝數(shù) N2’ =2，則初級匝數(shù) N1’ =6. 激勵級功放采用 3DG12 晶體管，設(shè)β =30，取功率增益為 Ap=13dB（ 20 倍）， 則輸出功率為 mWAPP PCi ?? 功放的輸入阻抗為 ???? 3 2 5R 339。Rh39。 設(shè)高頻變壓器的效率為η = mWPP hC 60?? η 取功放的靜態(tài)電流 Icq=Icm=7mA 則集電極電壓的振幅 Vcm及等效負(fù)載電阻 hR? 分別為 KPVRVIPVCcmhCMCcm239。 若取集電極并聯(lián)諧振回路的電容 C=100pF，得回路電感為 uHuHCfL o 10)( 2 4 ??? 若采用 10*6*5 的鐵氧體來繞制輸出耦合變壓器，則可計(jì)算出總線圈的匝數(shù)為 N2，即 26 uHNIAuL 32222 104 ??? ? 則 N2=8 （ C）基極偏置電路參數(shù)計(jì)算 基極直流偏置電壓 VVVV BMjB o s ??? 射級電阻 ??? 102 CQBE IVR 取高頻旁路電容為 CE2=。 ??? 集電極的效率 25 %77/ ?? DC PPη 若設(shè)末級功率增益 Ap=13dB（ 20 倍），則輸入功率 mWAPAPP PcPoi 50??? 基極余弦脈 沖電流的最大值（設(shè)晶體管 3DA1 的β =10） mAII CMBM ?? 基極基波電流的振幅 mAII BMMB 1911 ??? α 輸出電壓的振幅 VI PiV MBBM 1 ?? （ B）計(jì)算諧振回路及耦合回路的參數(shù) 丙類功放的輸入輸出耦合回路均為高頻變壓器耦合方式，其輸出阻抗 Zi 可計(jì)算如下： 86co s1 139。 整個電路的原理圖（圖 431 ）見下圖： 功率放大器的設(shè)計(jì)過程 （ 1）所需器件 : 3DG12(主要參數(shù)： 700CMP mW? ， 300CMI mA? ， CESU ≤ ， hfe≥ 30， ft≥150MHz， Ap≥ 6dB） 3DA1（主要參數(shù)： 1CMPW? ， 750CMI mA? ， ? ， hfe≥ 10， ft≥ 70MHz， Ap≥ 13dB） 鎳鋅鐵氧磁環(huán)（ NX100）若干 (規(guī)格：φ 10mmφ 6mmφ 5mm) 圖 431 高頻功率放大器電路圖 24 電源（ +Ucc=12V） 漆包線（Φ ） 電阻若干 電容若干 （ 2）丙類諧振功率放大器的設(shè)計(jì) （ A）確定放大器的工作狀態(tài) 為獲得較高的效率η和最大的輸出功率 Pe，功放的工作狀態(tài)應(yīng)選為臨界狀態(tài)，取θ=70 度，可得此時集電極的等效負(fù)載電阻 552 )(2 )( 22 ????? PoV c e sV c cPcV c e sV c cRq 其中 Vcc=12V， Vces=， Pc=Po=1W。 當(dāng)功率放大器的電源電壓為 +Ucc，基極偏置電壓 Ub，輸入電壓（或激勵電壓） Ubm確定后，如果電流導(dǎo)通角θ選定，則放大器的工作狀態(tài)就只取決于集電極回路的等效負(fù)載電阻 Rq。當(dāng)放大器的輸入信號 iU 為正弦波時，則在集電極輸出波形為電流為 Ic 的余弦脈沖波。 由于輸出功率要求 Po≥ 1W，因此功放可采用甲類或者丙類功率放大器，但由于總效率要求η≥ 50%，顯然，只采用一級甲類功放是達(dá)不到要求的，故采用兩級功放電路，第圖 354 諧振功率放大器負(fù)載特性曲線 （ a）電流、電壓變化曲線 （ b）功率、效率變化曲線 23 一級采用甲類功率放大器作為激勵級，第二級采用 丙類功率放大器，其中甲類功放選用的晶體管為 3DG12，丙類功放選擇的晶體管為 3DA1。因?yàn)榍穳籂顟B(tài)的工作效率較低，而過壓狀態(tài)的又會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的失真，所以一般選用讓其工作在臨界狀態(tài)。表示管子的導(dǎo)通時間小于半個周期，稱為 放大器工作在丙類狀態(tài)。表示管子在整個工作周期內(nèi)全部導(dǎo)通，稱為放大器工作在甲類狀態(tài)，當(dāng)導(dǎo)通角等于 90176。由于高頻功率放大器的工作頻率高，相對頻帶又比較窄，所以工作時一般采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。在實(shí)際調(diào)整中，高頻功放可能會經(jīng)歷上述各種狀態(tài)，利用負(fù)載特性就可以正確判斷各種狀態(tài)，已進(jìn)行正確的調(diào)整。 22 由圖中的負(fù)載特性可以看出高頻功放各種狀態(tài)的特點(diǎn)：臨界狀態(tài)輸出功率最大，效率也較高，通常應(yīng)選擇在此狀態(tài)工作。根據(jù)諧振功率放大器工作狀態(tài)的分析可知，當(dāng)CCV BBV 及 imU 不變，負(fù)載 Re 變化時，就會引起放大器輸出電壓 cmU 的變化，從而 使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化。 （ 2） 負(fù)載特性 當(dāng)放大器中直流電源帶電壓 CCV ， BBV 及輸入電壓振幅 imU 維持不變時，放大器的電流、電壓、功率與效率等隨諧振回路諧振電阻 Re 變化的特征，稱為放大器的負(fù)載特征。因?yàn)樵陲柡?區(qū)晶體管集電結(jié)被加上正向電壓， BEu 的增加對 ci 的影想很小，而 ci 卻隨 CEu 的下降迅速減小，所以使得集電極電流脈沖頂部產(chǎn)生下凹現(xiàn)象。 ? 臨界狀態(tài) 增大 cmU ， minCEu 就會減少，可使放大器在 minCECE uu ? 時工作在放大區(qū)和飽和區(qū)之間的臨界點(diǎn)上，晶體管工作在放大區(qū)和截止區(qū)，所以集電極電流仍為尖頂余弦脈沖。 圖 353 放大器的工作狀態(tài) 21 ? 欠壓狀態(tài) 根據(jù)丙類諧振功率放大器的工作原理可知，基極電壓最大值 maxCEu 與集電極電壓最小值 minCEu 出現(xiàn)在同一時刻，所以只要當(dāng) minCEu 比較大（大于 maxBEu ），晶體管工作就不會進(jìn)入飽和區(qū)而工作在欠壓狀態(tài)。如果晶體管 工作剛好不進(jìn)入飽和區(qū)，則稱為臨界工作狀態(tài)，其集電極電流脈沖形狀如圖中曲線②所示，雖然仍為尖頂余弦脈沖，但頂端變化平緩。將不進(jìn)入飽和區(qū)的工作狀態(tài)稱為欠壓，其集電極電流脈沖形狀如圖中曲線①所示，為頂尖余弦脈沖。所以，諧振功率放大器一般取 ? 為 70 度左右 [11]。60?? 時，效率可達(dá) 90%，隨著 ? 的減小，效率還會進(jìn)一步提高。 (3)輸出功率與效率 由于輸出回路調(diào)諧在基波頻率上，輸出電路中的高 次諧波處于失諧狀態(tài)，相應(yīng)的輸出電壓很小，因此，在諧振功率放大器中只需研究直流及基波功率。通過調(diào)節(jié) L,C 使并聯(lián)回路諧振電阻 Re 與晶體管所需集電極負(fù)載值相等，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 )c o s (I)2c o s ()c o s ( c n m21 tntItIIi mcmccoc ??? ?????? 19 可見，利用諧振回路的選頻作用，可以將失真的集電極脈沖變換為不失真的余弦電壓輸出。若回路諧振電阻為 Re，則 emccmcmemcc RIU tUtRIu11 )c os ()c os (? ???? ?? （ 351） 式中， cmU 為基波電壓振幅。直流分量只能通過回路電感線圈支路，其直流電阻較小，對直流也可看成短路。 當(dāng)集電極回路調(diào)諧在輸入信號頻率ω上，即與高頻輸入信號的基波諧振時，諧振回路對基波電流而言等效為一純電阻?；鶚O導(dǎo)通后，晶體管便由截止區(qū)進(jìn)入放大區(qū)，集電極將流過電流 ci ，與基極電流 bi 相對應(yīng)， ci 也是脈沖形狀，如圖（ c）所示。 （ 2）電壓電流波形 圖 351 晶體管高頻功率放大器原理圖 18 當(dāng)基極輸入一余弦高頻信號 iu 后，晶體管基極和發(fā)射級之間的電壓為： )co s ( tUVuVu imBBiBBBE ????? 其波形如圖（ a）所示。也就是說，晶體管工作在截至和導(dǎo)通（線性放大）兩種狀態(tài)下，基極電流和集電極電流均為高頻脈沖信號。如前所述，為了使高頻功放 以高效率輸出大功率，常選在丙類狀態(tài)下工作，為了保證在丙類工作，基極偏置電壓 bbU 應(yīng)使晶體管工作在截止區(qū)，一般為負(fù)值，即靜態(tài)時發(fā)射結(jié)為反偏。高頻功放中常采用平面工藝制作的 NPN 高頻大功率晶體管，他能承受高電壓和大電流，并有較高的特征頻率 ft。為了提高效率，諧振功率放大器通常工作在丙類。由于諧振網(wǎng)絡(luò)頻率調(diào)節(jié)困