【题目编号】MC1-0645
【题目】在多机比赛场地中使用 HF 线性功率放大器时,我们会设法提高输出信号的纯净程度,以免工作于倍频频段的其他操作员受到谐波的影响。可用的方法为:
【答案】A
[A]在线性放大器的输出端与天线之间串联工作于倍频频段的陷波器
[B]在电台的射频输出端与放大器的输入端之间串联工作于倍频频段的带通滤波器
[C]在线性放大器的输出端与天线之间串联工作于操作频段的陷波器
[D]在电台的射频输出端与放大器的输入端之间串联工作于倍频频段的低通滤波器
考点速览
题目给了一个很具体的场景:多机比赛场地里,大家在相邻频段同时开工,你用的线性功放产生的谐波正好落进别人正在工作的倍频频段,于是要设法提高输出信号的纯净程度。正确答案是在功放输出端与天线之间串联一个工作在倍频频段的陷波器。这道题实际考两件事——滤波器该装在哪一段链路,以及该选什么样的频率响应。
谐波从哪来,就该在哪一段拦
谐波的根源是放大器的非线性。激励信号本身在收发信机里已经过了输出滤波,谐波含量不高;真正把谐波放大到能干扰别人的量级,是功率放大器这一级。既然产物产生在功放里,治理就必须放在产生它的地方之后,也就是功放的输出端与天线之间。在输入端做文章,只能过滤激励信号里那点本来就不多的谐波,对功放内部新生成的谐波毫无办法。
这条"在哪里产生就在哪里治理"的原则,是电磁兼容(electromagnetic compatibility,缩写 EMC)工程的通例,也是本题四个选项里最硬的一条判据:两个错误选项都把滤波器放到了电台输出与功放输入之间,位置这一关就已经失守。
陷波器、带通、低通各管什么
陷波器(notch filter,也叫带阻滤波器)的特点是在一个很窄的频段上呈现很高的衰减,其余频段基本放行。把它调谐在二倍频或者某个具体倍频上,就能把这一路谐波吃掉,同时不影响自己在操作频段上的输出。
带通滤波器(band-pass filter)只让一个频段落过去,两侧都衰减。低通滤波器(low-pass filter)让截止频率以下的都过去,以上的都挡住。
在业余电台的输出端,用得最多的是低通滤波器,截止频率设在略高于工作频段的位置,把二次、三次以上的谐波一并挡在外面。陷波器则是"点名"式的做法,针对某个特定的干扰频率下手。两种思路都成立,关键是选对频段、装对位置。本题四个选项里,只有把陷波器调在倍频频段、并且挂在功放输出之后的那一个,两个条件同时满足。
逐项辨析
选项 A 正确。位置在功放之后、天线之前,正对着谐波的产生地;频率响应调在倍频频段,正是谐波落脚的地方。两个关键条件全部对上。
选项 B 错误,而且是两层错。位置上它装在电台输出与功放输入之间,管不到功放内部产生的谐波;频率上它选的是倍频频段的带通滤波器,而带通的含义恰恰是让倍频频段的信号顺利通过,等于给谐波开了一扇门,方向完全相反。
选项 C 错误,位置对了,频段错了。陷波器调在操作频段上,等于把自己正在用的有用信号陷掉。发射功率白扔不说,还会把功放的负载阻抗搞乱,效率下降、发热上升,属于搬起石头砸自己的脚。
选项 D 错误,同样是两层错。位置在功放之前,够不着功放产生的谐波;频率上它选的是倍频频段的低通滤波器,这种滤波器的截止频率落在倍频之上,对倍频信号并不加阻拦,与"拦住谐波"的目标正好背道而驰。
为什么比赛场地对这件事格外敏感
多机同场时,操作台之间的距离往往只有几十米甚至更近,天线彼此都处在近场范围内。此时你那台功放漏出来的二次谐波,功率可能比对方收到的真正信号还强;而对方接收机的前端滤波器毫无办法,因为谐波频率正好等于他想要接收的频率,对他而言这就是一个合法频率上的强信号。
单机在家里操作时,谐波可能只影响到自家的电视和音响;比赛场地上它直接砸在同行头上。所以正规比赛的技术规则里通常会有输出滤波、杂散发射方面的要求,功放本身的输出匹配网络也往往被设计成带有一定低通特性。理解这道题,不只是在背一个选项,而是在理解多机环境下频谱纯净度为什么值钱。
应试要点
两道关卡一起过:位置要在功放输出端之后、天线之前;频段要冲着倍频去。看到"装在电台与功放之间"的直接排除,看到"带通或低通选在倍频频段"的也要排除——前者位置错,后者通带选反。