浅析DF100KW短波发射机的高频寄生振荡及其消除理论依据

郭海东

摘 要 本文对发射机在高频区寄生振荡及其消除方法进行了理论分析，结合实际电路，总结了DF100KW短波发射机消除寄生振荡的方法，以及消除寄生振荡的理论依据。

【关键词】发射机 高频 振荡 中和电路

1 前言

在大功率中发射机中，高频放大往往采用三极管，由于三极管阳极和栅极间的极间电容较大，使电子管的栅极回路与阳极回路互相耦合，引起直通和反作用等不良影响。

的影响程度与使用频率有关。在长波发射机中，由于频率低，的影响可以忽略不计；对中、短波发射机来说，就要考虑的影响；对短波发射机特别是超短波发射机来说，不但要考虑的影响，而且还用考虑引线电感的影响，这主要是频率升高，的容抗变小，引线电感的电抗变大的关系。

发射机寄生振荡一般是在调机时发现，但在运行中时有发生。在我台发射机在安装调试及运行中出现过几种不同类型的高频区振荡。高频区频率范围3～30MHz，遇到的振荡类型：灯丝电源和前级板压电源引起的振荡、超低频振荡；低频区频率范围30Hz～300kHz，遇到的振荡类型：负阻振荡、高压电源引起的振荡。

2 高频振荡的产生原理

在大型电子管内存在着极间电容和引线电感，几到几十微微法的极间电容，对中短波发射机来说是不容忽视的，其主要形成原因有以下两个方面：

2.1 直通

输入回路能量可以通过极间电容直接送到输出回路中去，激励电压Ug所产生的高频电流的一部分I直通过直接送到阳极回路，并在阳极负载上产生电压降，如图1（a）（b）所示。阳栅电容愈大，阳极负载电阻愈大、频率愈高，则直通效应愈大，影响愈为严重。

2.2 反馈

输出回路通过它对输入回路的激励产生反作用。反馈就是阳极电流的一部分I反通过反馈到本级的栅极回路，如图1（a）所示。反馈电流使输入导纳变成容性，使电子管栅极输入阻抗改变，这个阻抗反映到前级时，将使前级回路失谐，导致工作不稳定。

3 高频振荡的危害

高频振荡在短波发射机上的表现特征是：断开高频激励信号，各极加直流电压（即加高压），板极回路仍然有高频信号，落高压则此信号消失。如果电路中存在振荡，可造成以下几方面的影响：首先，如果电路中存在较弱的振荡，即可产生寄生发射，造成频谱干扰，影响接收质量；其次，使发射出去的信号产生失真，接收端产生较大的杂音，影响接收效果；再次，使发射机能耗增加，影响整机工作效率。还有，会造成发射机元器件易产生过荷、打火，导致机器不能正常运行，严重时会烧坏电子管。

4 高频振荡消除原理

由前介绍可知，极间电容的直通和反馈作用可以产生各种寄生振荡。从自激振荡理论可知，要激励起自激振荡必须使反馈电压和激励电压保持振幅和相位的平衡，而要维持振荡就比须使振幅和相位平衡达到稳定状态。对于放大器而言，必须采取各种措施破坏这些振幅和相位的平衡条件和稳定条件，以消除自激振荡，保证放大器的稳定工作。

维持自激振荡的相位和振幅平衡条件的公式是：

其中：S1—电子管的基波折合跨导；

—基波槽路阻抗；

K1—基波反馈耦合系数；

D—电子管渗透率。

欲使电路在任何频率上不发生自激可能性的基本办法是破坏这个平衡条件，即：

如果电子管已经选定，S1和D就是一个固定数据，为了消除自激就必须使K1和减少。使K1值降低的措施很多，如在电子管的栅阴极之间外接一个相当的电容，其作用与极间电容作用相反，这样就可以抵消极间电容所产生的影响。使减低的措施也很多，如在电子管的板极、栅极出头处串接一个电阻，就相当于在振荡槽路里加了一只电阻，使此槽路发生很大的衰减。

电子管极间电容是构成振荡槽路的主要元件，因此，消除极间电容的直通和反馈作用，是消除自激振荡的重要任务。

5 高频振荡消除电路

由上所述，消除极间电容是防止高频振荡的主要途径，以下以DF100KW短波发射机为例，介绍如何利用中和电路来消除高频振荡的。如图2所示。

5.1 电路特点分析

DF100A型发射机的高末级电路组成有以下特点：

高末级采用单只蒸冷式陶瓷四极管，选用四极管，可有效减少高频震荡。

栅极回路由L11、R18和R19组成的陷波电路以及帘栅极回路由L16、R24和R25组成的陷波电路，以防止射频阻流圈振荡。

采用下出汽的蒸发锅冷却来冷却电子管，以减少分布电容，下出汽就是将汽水分离器移到锅外的储水箱中，从而减小蒸发锅的体积达到较小分布电容的目的。

采用新型的分布型隔直电容3C35，直接安装在电子管蒸发锅上，尽量缩短引线电感。

采用分布型的帘栅旁路电容，其引线电感很小，有利于降低高频寄生振荡。

槽路电感采用三根短路棒，将线圈不用的部分短路在零磁场内。

采用桥式中和方式，消除本波振蕩。

电子管帘栅旁路电容采用聚酰亚胺薄膜，减小引线电感。

槽路3L12为槽路π网络电感，由于寄生电容的影响产生谐振峰，难以消除，所以在槽路电感侧面加装了3C12、3L1、3R33//3R34的LCR串联谐振网络，以消除谐振峰，串联谐振峰约为40—50MHZ。

3C36、3C37和3C38、3C39均为两个可变真空电容并联，由于真空电容波纹管的存在，并联可变真空电容可能出现较高频率的谐振，所以在两个并联可变真空电容底部分别并联3R29//3R30、3R31//3R32各两只100Ω无感电阻。

5.2 中和电路及中和电容的估算

DF100A型发射机采用全桥式电路来中和，中和是宽频带的，只有在更换了末级电子管时才需要调整。特殊的低电感的容性管座使电子管的帘栅极旁路，这将有效地保证帘栅极处于射频地电位，维持宽带中和并且稳定工作。

由图3等效电路图中电桥平衡时，对之间相互隔离，故无直通和反作用，虽然对有反馈，但为负反馈，不形成振荡。对于4CV100000C电子管来说，

已知：Cin=440PF，=32PF，C33=1200PF，=92PF，=120PF，=Cin-=440-120=320PF；对于国产高末栅盘16000PF；

因此中和电容可调节到13.72PF，实际工作中可参考此数值对中和电容进行调节。

依据以上分析，结合实际工作，准确找到发射机产生寄生振荡的原因，能有效地提高发射机的稳定性。

参考文献

[1]刘洪才.广播发射新技术[M].北京：中国广播电视出版社，2010.

[2]胡宴如.高频电子线路[M].北京：高等教育出版社，1993.

[3]郭宝玺.大功率新型短波发射机射放技术[J].广播电视播出技术，1999.

作者单位

国家新闻出版广电总局602台 西藏自治区拉萨市 850013