衣轻惹蝶
发表于 2016-1-21 07:55:01
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在功放的调试中，一个不可避免的问题就是功放的自激振荡的问题。自激对功放的危害是很严重的，甚至烧毁管子。引起自激振荡的原因是多种的，基本的原理就是形成了局部正反馈。自激分低频和高频自激：
高频大功率场效应管在低频的增益很高，若不采取适当措施，则会产生几兆赫以下的低频振荡，瞬间就能毁坏场效应管，或使高频信号的增益，效率降低。其产生的主要原因和措施如下：
1．由于散热不良，可能导致低频自激。随着温度的升高，功放管的内部性能变差，极有可能产生与频率相关的热回授。引起低频自激，故必须加强散热。
2．馈电不当有可能引起低频自激。（1）漏极直流馈电电感（扼流圈），既起到直流馈电作用，同时又起到电抗的加载作用。但若其电感量选取不合适，将会由于加载不当造成自激。即当其电感量太大时，将会与漏极的杂散电容（包括场效应管等效的输出并联电容或串连电容）形成串连和并联谐振，造成自激。当电感量很小时，对低频仍有很高阻抗。故其电感量应选小些，一般使其成为电路参数的一部分，谐振于工作频率。但其电感量过小会使放大器增益降低，故一般选取其在工作频率时的感抗值为电路阻抗的（2~20）倍。当选定的电感量小时，为了更好地抑制高频信号从馈电窜出，可在此后加接Π或Γ型去藕电路。(2)在漏极实行电导和电抗同时加载。减小扼流圈的电感量，降低其Q值，将使电路的低频增益大大降低。为使漏极馈电不受影响，可以在漏极馈电电感上并联一个电阻，可以消除低频自激。但这将会损耗信号功率。（3）栅极的馈电电感（扼流圈），也同时起到了直流馈电和对输入端进行电抗加载作用。电感量也应该选取合适，太大将与场效应管的等效并联电容产生并联谐振。太小可能会与周围的分布电容产生串连或并联谐振。一般选取其在工作频率时的感抗值为输入端电路阻抗值的（20～400）倍。（4）对场效应管输入端进行电导和电抗同时加载。即在栅极的馈电电感上并联一个小电阻，或直接使用电阻加载，以降低Q值，使其不易起振，也可以串连小电阻。
3．加强各级功率放大器馈电支路的去藕和各级馈电支路之间的去藕，以防止通过电源反馈产生自激振荡。
4．选择适当的旁路电容（包括电容的种类和容量）。例如要旁路高，低频不同频带，可选用两种不同容量，不同频率特性的电容并联作为旁路电容。
5. 适当的负反馈可以增强功率放大器的稳定性．
引起高频振荡的原因很多，采取的措施也是很复杂的，下面是笔者根据实践总结出的一些可能的方面。
1．恰当选取漏极和栅极的馈电电感量，降低他们的Q值，防止自激，同时应当注意输入输出电路的其它寄生参数振荡。
2．仔细调整输入，输出，级间的匹配电路，防止因电路严重失配，导致功率来回反射，从而形成振荡。失配导致的振荡一般为强振荡，如果失配严重，很有可能使功放性能变得很差，此时在频谱仪上可以看到频谱非常杂乱，严重的时候甚至击穿功放管。
3．分布参数引起的振荡，这一点十分复杂。设计到功放的诸多方面，实践说明应当注意以下几点：
（1） 公共接地端引线要短，到地电流路径阻抗要低
（2） 注意元件布置，各线圈以及各引线分布电感之间地耦合要小。
（3） 正确选择电路常数。
（4）功率放大器地输入，输出电路形式，是否与分布参数结合后发生严重变形。
（5）印制电路应以减小分布参数和反馈地原则排版。为了减小分布参数，印制电路在设计中要遵循一些原则：（1）公共地线应布置在最边缘，便于与机壳相连；电源，滤波，控制，低频，直流，导线等元件应靠边布置；射频元件布置在印制板中间；不要求屏蔽的部分的地线应杜绝伸入射频电路区域，以减小射频电路部分对地或机壳地分布电容。（2）射频引线要短而直，因为印制板上的布线，在大功率射频的时候，即可能成为发射天线，也可能成为接收天线。外加地引线尽量采用适当宽地扁带状线。由于是功率合成功放，电路布置尽量对称。（3）合理选用与电性能要求相符合的板材，如选用射频时介电常数小地板材，且板材的厚度也尽可能的厚，既降低分布电容的数值，也防止板子被击穿。（4）实践中，导线的宽度也应该根据分布电感，分布电容和功率，采用恰当的线宽。
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