淺析DF100KW短波發射機的高頻寄生振蕩及其消除理論依據

郭海東

摘 要 本文對發射機在高頻區寄生振蕩及其消除方法進行了理論分析，結合實際電路，總結了DF100KW短波發射機消除寄生振蕩的方法，以及消除寄生振蕩的理論依據。

【關鍵詞】發射機 高頻 振蕩 中和電路

1 前言

在大功率中發射機中，高頻放大往往采用三極管，由于三極管陽極和柵極間的極間電容較大，使電子管的柵極回路與陽極回路互相耦合，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。在長波發射機中，由于頻率低，的影響可以忽略不計；對中、短波發射機來說，就要考慮的影響；對短波發射機特別是超短波發射機來說，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系。

發射機寄生振蕩一般是在調機時發現，但在運行中時有發生。在我臺發射機在安裝調試及運行中出現過幾種不同類型的高頻區振蕩。高頻區頻率范圍3～30MHz，遇到的振蕩類型：燈絲電源和前級板壓電源引起的振蕩、超低頻振蕩；低頻區頻率范圍30Hz～300kHz，遇到的振蕩類型：負阻振蕩、高壓電源引起的振蕩。

2 高頻振蕩的產生原理

在大型電子管內存在著極間電容和引線電感，幾到幾十微微法的極間電容，對中短波發射機來說是不容忽視的，其主要形成原因有以下兩個方面：

2.1 直通

輸入回路能量可以通過極間電容直接送到輸出回路中去，激勵電壓Ug所產生的高頻電流的一部分I直通過直接送到陽極回路，并在陽極負載上產生電壓降，如圖1（a）（b）所示。陽柵電容愈大，陽極負載電阻愈大、頻率愈高，則直通效應愈大，影響愈為嚴重。

2.2 反饋

輸出回路通過它對輸入回路的激勵產生反作用。反饋就是陽極電流的一部分I反通過反饋到本級的柵極回路，如圖1（a）所示。反饋電流使輸入導納變成容性，使電子管柵極輸入阻抗改變，這個阻抗反映到前級時，將使前級回路失諧，導致工作不穩定。

3 高頻振蕩的危害

高頻振蕩在短波發射機上的表現特征是：斷開高頻激勵信號，各極加直流電壓（即加高壓），板極回路仍然有高頻信號，落高壓則此信號消失。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，即可產生寄生發射，造成頻譜干擾，影響接收質量；其次，使發射出去的信號產生失真，接收端產生較大的雜音，影響接收效果；再次，使發射機能耗增加，影響整機工作效率。還有，會造成發射機元器件易產生過荷、打火，導致機器不能正常運行，嚴重時會燒壞電子管。

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作用可以產生各種寄生振蕩。從自激振蕩理論可知，要激勵起自激振蕩必須使反饋電壓和激勵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到穩定狀態。對于放大器而言，必須采取各種措施破壞這些振幅和相位的平衡條件和穩定條件，以消除自激振蕩，保證放大器的穩定工作。

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；

—基波槽路阻抗；

K1—基波反饋耦合系數；

D—電子管滲透率。

欲使電路在任何頻率上不發生自激可能性的基本辦法是破壞這個平衡條件，即：

如果電子管已經選定，S1和D就是一個固定數據，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相當的電容，其作用與極間電容作用相反，這樣就可以抵消極間電容所產生的影響。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電阻，就相當于在振蕩槽路里加了一只電阻，使此槽路發生很大的衰減。

電子管極間電容是構成振蕩槽路的主要元件，因此，消除極間電容的直通和反饋作用，是消除自激振蕩的重要任務。

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短波發射機為例，介紹如何利用中和電路來消除高頻振蕩的。如圖2所示。

5.1 電路特點分析

DF100A型發射機的高末級電路組成有以下特點：

高末級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。

采用下出汽的蒸發鍋冷卻來冷卻電子管，以減少分布電容，下出汽就是將汽水分離器移到鍋外的儲水箱中，從而減小蒸發鍋的體積達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內。

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網絡電感，由于寄生電容的影響產生諧振峰，難以消除，所以在槽路電感側面加裝了3C12、3L1、3R33//3R34的LCR串聯諧振網絡，以消除諧振峰，串聯諧振峰約為40—50MHZ。

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

5.2 中和電路及中和電容的估算

DF100A型發射機采用全橋式電路來中和，中和是寬頻帶的，只有在更換了末級電子管時才需要調整。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定工作。

由圖3等效電路圖中電橋平衡時，對之間相互隔離，故無直通和反作用，雖然對有反饋，但為負反饋，不形成振蕩。對于4CV100000C電子管來說，

已知：Cin=440PF，=32PF，C33=1200PF，=92PF，=120PF，=Cin-=440-120=320PF；對于國產高末柵盤16000PF；

因此中和電容可調節到13.72PF，實際工作中可參考此數值對中和電容進行調節。

依據以上分析，結合實際工作，準確找到發射機產生寄生振蕩的原因，能有效地提高發射機的穩定性。

參考文獻

[1]劉洪才.廣播發射新技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2010.

[2]胡宴如.高頻電子線路[M].北京：高等教育出版社，1993.

[3]郭寶璽.大功率新型短波發射機射放技術[J].廣播電視播出技術，1999.

作者單位

國家新聞出版廣電總局602臺 西藏自治區拉薩市 850013