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MC2-1203-尽管单管工作的 B 类或 AB 类放大器存在波形失真,会产生谐波,甚至存在一定程度的高阶互调,却可以用作发射机的末级放大器。我们对该问题的理解是

MC2-1203 解释单管乙类或甲乙类末级虽有波形失真为何还能用:谐波要经选频网络滤除,才能达到法规要求的抑制水平;高阶互调会在工作频率周边形成杂散,需用负反馈一类手段压下去。天线不是滤波器,杂散指标也容不得马虎,这两项都是错项。两条处理路径各有分工。

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【题目编号】MC2-1203

【题目】尽管单管工作的 B 类或 AB 类放大器存在波形失真,会产生谐波,甚至存在一定程度的高阶互调,却可以用作发射机的末级放大器。我们对该问题的理解是:

【答案】AB(多选题)

[A]放大器产生的谐波须经选频网络滤除,以确保谐波抑制满足法规要求

[B]放大器的高阶互调导致工作频率周边的杂散。若有,需用负反馈解决

[C]射频放大器的谐波可用发射天线滤除,无需特别关注

[D]射频放大器的高阶互调,如不严重也可以打个马虎眼

考点速览

单管工作的乙类或甲乙类放大器输出波形并不完美,会产生谐波,也会有一定程度的互调。它能充当发射机末级,靠的是两条处理路径:远端谐波交给滤波器,近端互调交给线性化手段。这道题的正确项就是这两条路径,错误项一个指望天线,一个主张对杂散睁一只眼闭一只眼。

失真从哪里来

器件特性的弯曲、截止点附近的非线性、负载阻抗随频率变化,都会让输出里长出输入所没有的频率成分。按性质分,这些多余成分有两类:一类落在工作频率整数倍上,叫谐波(harmonic);另一类由多个信号互相混合产生,叫互调产物(intermodulation product)。 谐波离工作频率较远,滤波器拦得住;互调产物特别是三阶、五阶这些低阶产物,落在工作频率附近,滤波器对它无能为力,只能从放大器自身的线性度上想办法。两条路径的分工就是这么来的。

题目强调"单管工作"是有原因的。推挽电路里两只管子反相工作,偶次谐波在输出端互相抵消,谐波水平天然低一些;单管电路没有这个便宜可占,二次谐波往往是最突出的那一根。互调方面,单管在大信号下的压缩也更早出现,所以更依赖线性化手段。

逐项辨析

选项 A 正确。放大器产生的谐波必须经过选频网络,也就是谐振回路、低通或带通滤波器滤除,把送到天线上的谐波压到限值以下。这不是可做可不做的修饰,而是发射机能否正常使用的技术前提。

选项 B 正确。高阶互调产物会落在工作频率周边形成杂散(spurious emission),一旦出现,需要靠负反馈(negative feedback)等手段提高放大器线性度来压制。负反馈把输出端的一部分信号反相送回输入端,抵消器件非线性带来的偏差,是线性化最常用的办法。

选项 C 错误。发射天线不是滤波器。天线的任务是把射频功率有效辐射出去,它在一个很宽的频率范围内都能辐射;某些多频段天线带陷波结构,那也是针对特定频段的取舍,不能当作谐波抑制手段来依赖。指望天线滤掉谐波,等于放任谐波辐射出去。

选项 D 错误。高阶互调产物落到邻近频率上就是有害干扰,法规对杂散发射有明确的限值要求,"不严重"不是放过它的理由。杂散指标是发射机的硬性考核项,测试不过关就不能投入使用;实际通联中,过大的互调还会把邻近频道的电台盖住。

选频网络与法规要求

《中华人民共和国无线电管理条例》明确,任何单位或者个人不得对依法开展的无线电业务造成有害干扰;使用无线电台(站)的单位或者个人应当对设备进行定期维护,保证其性能指标符合国家标准和国家无线电管理的有关规定,避免对其他依法设置、使用的无线电台(站)产生有害干扰。谐波与杂散正是可能造成有害干扰的成分,抑制它们是使用者的法定义务。

滤波器的插入损耗要算进链路预算,通带内的损耗会直接吃掉输出功率,所以短波功放的低通滤波器常用低损耗的磁环与云母电容,线圈的绕法也讲究。工程上的做法很具体:短波发射机末级后面接一只低通滤波器,截止频率略高于最高工作频率,对二次、三次谐波可以压掉几十分贝;多频段电台把滤波器做进功放模块,按波段自动切换。滤波器要用可靠的元件、良好的接地,接在假负载上用频谱仪逐段实测,指标才算验证过。

负反馈能压住什么,代价是什么

负反馈对互调这类非线性失真效果显著。环路增益足够时,闭环失真比开环失真下降若干倍,具体倍数取决于反馈深度。除了压互调,负反馈还能降低输出阻抗、展宽通带、稳定增益,一举多得。

代价也要交代清楚:反馈深度越大,放大器越容易自激,必须做相位补偿;增益会下降,需要的激励功率变大;在射频上做宽带负反馈比音频难得多,所以短波功放常用局部反馈、发射极或源极的串联反馈,配合推挽结构与足够的静态电流来控制互调。测量时还要把发射机接到假负载上,量到的才是放大器自身的指标。

应试要点

两条路径要分清:远端谐波交给滤波器,近端互调交给线性化手段。验收时把频谱仪的读数与限值逐项对照,谐波与杂散分开列,才算把这件事做完。天线不承担滤波任务,杂散指标也没有"不严重就可以放过"的空间。法规只记原则,不背条号:不得造成有害干扰,设备指标要符合国家标准,定期维护由使用者负责。

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