【题目编号】MC1-0644
【题目】为什么使用线性功率放大器时需要连接一条自动电平控制 (ALC)线?
【答案】A
[A]防止过驱动产生的大量互调成分干扰邻近频率
[B]降低放大器的谐波失真,防止干扰倍频频率
[C]均衡信号的频响,确保信号的音色不变
[D]使经放大的信号峰均比更佳,更易辩识
考点速览
题目问的是为什么线性功率放大器要接一根自动电平控制(ALC)线。答案只有一个落点:防止过驱动(overdrive),也就是别把功放推进非线性区,免得产生大量互调成分去干扰邻近频率。ALC 不是用来美化音色,不是用来压谐波,更不是用来改善峰均比,它是一道射频功率上限的闸门。
过驱动与互调:线性放大器最怕什么
线性功率放大器的卖点是"线性",也就是输出波形与输入波形保持比例,只放大不改造。这个前提只在一定的输入电平范围内成立。输入再往上加,管子开始进入压缩区,输出不再等比例增长,波形顶部被削平。削平就是非线性,非线性就会造出新的频率成分。
单音信号被削顶,产生的是整数倍谐波,落在二倍、三倍频的地方。可业余通信用的是调制信号,话音、数据、报务都占有一定带宽,频谱里是一群频率挨得很近的分量。两个或更多分量一起经过非线性器件,就会相互差拍,产生互调失真(intermodulation distortion,缩写 IMD)。三阶互调产物落在原来两个频率的附近,比如两个分量相距一千赫兹,三阶产物就出现在原频率两侧一千赫兹、两千赫兹的位置,紧贴着有用信号,而且往往还落在同一个业余频段之内。
这正是过驱动比谐波更麻烦的地方:谐波跑到倍频段去,或许还能靠滤波器解决;而互调产物就长在信号身边,滤波器对它无能为力,只能靠不产生它。表现出来就是邻频干扰,附近频率上工作的电台会听到你说话的声音,而这个声音无论怎么滤都滤不掉。
ALC 回路怎么工作
功放从输出端耦合一小部分信号出来,检波、整流、滤波成一路直流电压,这就是 ALC 电压。这路电压沿 ALC 线送回收发信机的 ALC 输入端。电台内部的控制电路读到这个电压后,自动减小射频输出电平,功放的输入激励随之下降,工作点从压缩区退回线性区。整个过程闭环、自动、连续,不需要操作员盯着功率表手动拧小。
这根线是反向的:射频从电台流向功放,ALC 电压从功放流回电台。方向接反或者线序接错,轻则不起作用,重则把电台的 ALC 输入端拉坏。另外 ALC 的响应有快慢之分,起控太快会压缩话音峰值、让信号听起来发闷,起控太慢又来不及拦住瞬态过冲,所以厂家会给出一个折中的时间常数,有的机型还允许在面板上调整起控量。
逐项辨析
选项 A 正确。ALC 的直接目的就是限制激励电平、避免过驱动,从而把互调产物压下去。互调落在邻近频率上,正是"干扰邻近频率"这句话的准确来源。
选项 B 错误,错在归因。谐波失真的抑制靠的是功放输出端的低通滤波器、输出匹配网络本身的滤波特性,以及放大器工作点的设计。ALC 降低的是激励电平,让管子不进入压缩,它并不针对某一次谐波做衰减。而且它管的是互调这类近邻产物,跟倍频段的谐波不是一条线上的事。
选项 C 错误。"均衡信号的频响""确保音色不变"属于音频链路的频率响应问题,解决办法是音频均衡电路或者调整说话方式。ALC 是射频功率控制,它对各个音频频率一视同仁地压电平,不可能去均衡频响,反而可能因为压缩峰值而略微改变听感。
选项 D 错误。峰均比(peak-to-average power ratio,缩写 PAPR)由信号本身的调制方式和放大器的压缩程度决定。ALC 把功放拉回线性区,恰恰是让峰均比不被削顶破坏,而不是去改善它。至于"更易辨识",峰均比跟能不能听清、能不能被识别没有这种对应关系,纯属把两个不相干的概念硬拉在一起。
易混淆点:互调、谐波、ALC 与 AGC
互调和谐波是两种不同的非线性产物,判断口径是频率位置。谐波是输入频率的整数倍,跑到二倍、三倍频段去;互调是两个以上分量相互差拍的结果,落在有用信号附近。前者可以用滤波器挡,后者只能靠不产生。理解这一点,就不会把"降低谐波失真"错安到 ALC 头上。
ALC 与 AGC 一字之差。ALC 在发射链路,管射频输出功率的上限;AGC 在接收链路,管接收增益的自动调整。发射时谈 ALC,接收时谈 AGC,两者不要串门。
应试要点
一句话记住:ALC 防的是过驱动,过驱动产生的是互调,互调干扰的是邻近频率。看到"防止互调干扰邻近频率"就选它;看到"降低谐波""均衡音色""改善峰均比",那都是把别的知识点安到了 ALC 头上,直接排除。