TBH-412PSM 10kW短波發(fā)射機20W線性寬帶放大器工作原理與維護

高 濱 許宏鵬

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20W 寬帶放大器是全固態(tài)線性功率放大器（功率放大管為金屬—氧化物場效應管），工作頻率范圍2—30MHz，輸入功率大于30mW、輸出功率為20W 的寬帶放大器，放大器有過溫、過壓、過流、過激勵、駐波比過大保護功能，它由20W 線性放大器，+28V 穩(wěn)壓電源，駐波比保護電路（含定向耦合器）以及取樣電路等組成。

1 工作原理

功放全部采用固態(tài)器件，其中功率放大級采用高頻大功率MOS—FET 場效應晶體管。與雙極型晶體管相比較，具有增益高、噪聲低、高階失真小、電路簡單、帶載能力和自我保護能力強，可靠性強的特點。

20W 寬帶放大器由穩(wěn)壓電源、駐波比保護電路（含定向耦合器）、取樣電路以及鋁型材散熱器構成。20W 線性放大器、駐波比保護板和取樣電路位于散熱器的上方，風機位于功放模塊的前部，便于對功放模塊進行風冷。

圖1 20W功放組合原理圖

1.1 20W線性放大器

20W 線性放大器位于散熱器頂部。射頻部分包括三級放大電路，功率增益約29dB。

射頻信號加至輸入變壓器T2（XSl 輸入），經(jīng)耦合變壓器T2 推動由V5、V6 組成的第一級共基推挽的放大器，該級也作為功放的自動電平控制及駐波比保護級（通過控制V3、V4的電平實現(xiàn)自動電平控制及駐波比保護）。

V17，V18 組成笫二級放大器，通過控制該級的偏置及集電極電源可以實現(xiàn)封鎖激勵或鍵控。

第三級放大器是MOS-FET場效應晶體管組成的共源放大器，所有三級放大器均工作在甲類以保證良好的線性。

由X2 輸入來自定向耦合器的入射信號及X3 輸入的反向信號通過 V8-V23，V24 加至 V3、V4以實現(xiàn)自動電平控制及駐波比保護。

X4 上若施加“0V”則實現(xiàn)封鎖激勵，+12V 或開路時正常工作。

溫度繼電器K1 安裝在散熱器上， 當散熱器溫度上升至+85℃時，繼電器斷開，使末級放大器的偏置電壓降至OV。放大器由甲類工作轉為乙類，增益大小下降，源漏電流也隨之降低，從而實現(xiàn)熱保護。

為改善電磁兼容指標，放大器采用屏蔽式結構。

1.2 駐波比保護及定向耦合器

圖2 20W線性放大器原理圖

駐波比保護板及定向耦合(A3，T1)位于散熱器頂部。定向耦合器用以檢測射頻輸出饋線上的入射和反射功率。提供出相應的取樣信號，送至面板“射頻”燈監(jiān)測射頻功率輸出同時送至2W 線性功率放大器進行自動增益控制及負載駐波比保護。

C4 和 C3、C5 構成電壓器檢測饋線電壓，T1 為電流互感器，檢測饋線上的電流。調(diào)節(jié)C3 可以使定向耦合器的方向性處于最佳狀態(tài)。

負載駐波比保護，另一路送至面板指示燈，指示發(fā)射功率大小。V1將正向信號檢波成直流電平輸出，C9、R5 為補償元件，使得在2—30MHz 范圍內(nèi)，輸出電平基本一致。一路送至2W 放大器進行自動電平控制，另一路送至面板指示燈，指示入射功率大小。

圖3 駐波比保護電路原理圖

圖4 取樣電路原理圖

1.3 取樣電路

取樣電路位于散熱器的頂部，提供交流信號供用。射頻信號經(jīng)由X2 輸入到取樣電路，經(jīng)R1、R2 分壓后送至A2 放大，可輸出峰—峰值約2V左右的信號。

2 20W線性寬帶放大器的維護

20W 線性放大器故障出現(xiàn)無輸出信號或輸出信號弱兩種故障現(xiàn)象。檢查過程：

2.1 檢查放大器電源電壓

一是電源電壓不正常，主要原因兩種，一種是電源本身的問題，另一種是負載出問題。

排除故障辦法：電源和負載分開，測量電源電壓和負載電阻是否在正常值以內(nèi)。負載或電源故障確定后根據(jù)相應的電路圖逐步排除故障。

二是供電電壓正常情況，檢查保護電路關鍵點電壓，主要檢查駐波比保護電路和封鎖激勵電路。

2.2 輸出信號弱

一是檢查輸入信號峰峰值和頻響。

二是檢查V5、V6 組成的第一級放大電路，V17，V18 組成笫二級放大電路，MOS-FET場效應晶體管組成的第三級放大器放大電路的靜態(tài)和動態(tài)工作電壓。