【题目编号】MC1-0646
【题目】调整电子三极管 HF 线性功率放大器的一般方法为:
【答案】A
[A]调整“Tune”使屏极电流最小,调整“Load”使输出功率最大,然后反复微调几次
[B]调整“Tune”使屏极电流最大,调整“Load”使输出功率最大,然后反复微调几次
[C]调整“Tune”使输出功率最大,调整“Load”使天线端的 SWR 最小,然后反复微调几次
[D]调整“Tune”使天线端的 SWR 最小,调整“Load”使输出功率最大,然后反复微调几次
考点速览
这道题问电子三极管短波线性功率放大器(HF linear amplifier)的调谐步骤。标准做法是:调“Tune”让屏极电流出现最小值,再调“Load”让输出功率达到最大,然后两者交替微调几次。屏极电流最小是谐振的标志,输出功率最大是耦合到位的标志,两条判据各管一段,不能互换,更不能拿天线端的驻波比当调谐依据。
输出网络长什么样
电子管功放的输出级通常是一个并联谐振回路加上耦合抽头,实际更多的是把调谐电容和耦合电容组合成 π 型或者 π-L 型网络。这个网络干两件事:把电子管要求的高阻抗变换到五十欧姆的馈线阻抗,以及把屏极电流里的谐波滤掉。两个可调元件正好对应两个旋钮:“Tune”调整的是回路的谐振电容,决定回路谐振在哪个频率上;“Load”调整的是输出耦合,决定从回路上取出多少功率、变换到馈线上的阻抗有多大。
回路谐振时,并联回路的阻抗呈纯电阻性质并且达到最大值。对电子管来说,屏极负载阻抗在这个时候最合适,屏极电压摆幅最大、输出最多,而屏极损耗反而最小。
为什么谐振时屏极电流反而最小
很多初学者直觉上觉得输出最大就该屏流最大,实际情况正好相反。功放的直流输入功率等于屏极高压乘以平均屏极电流,射频输出功率等于输入功率减去屏极耗散。回路失谐时,屏极看到的负载阻抗偏离最佳值,屏极耗散急剧增加,直流输入功率大部分变成热量烧在屏极上,这时候屏极电流往往偏大,输出却很小。
调到谐振点时,负载阻抗回到合适的纯阻值,射频输出效率最高,屏极耗散最小,于是平均屏极电流出现一个明显的谷值,行话叫“屏流凹陷”。所以调“Tune”的标准动作是:慢慢转动谐振电容,盯着屏极电流表,找到那个电流最小的点。
“Load”则不同,它改变的是耦合量,也就是把多少射频功率送到馈线上。耦合偏松时输出功率上不去;耦合偏紧时回路负载过重,谐振点变钝、屏极耗散上升,输出反而回落。所以要一边加耦合一边看输出功率表,找到功率最大的那一点。
两个旋钮相互影响:改动“Load”,回路的等效负载变化,最佳谐振点会跟着略微移动;反过来改“Tune”也会影响输出功率。所以一遍调完不算数,要来回微调两三次才能收敛到最佳状态。
逐项辨析
选项 A 正确,“Tune”对屏极电流最小、“Load”对输出功率最大,再反复微调,这正是上面讲的谐振判据与耦合判据的配合,与电子管功放的实际操作程序完全一致。
选项 B 错误,把“Tune”的目标写反了。屏极电流最大意味着回路严重失谐,屏极耗散飙升,轻则效率极低,重则烧管。这条错误答案最危险的地方在于,照着做会把功放直接调到最容易损坏的状态。
选项 C 错误,把两个旋钮盯错了表头。“Tune”的判据是屏极电流的谷值,不是输出功率的最大值;“Load”的判据是输出功率,也不是天线端的驻波比。天线端驻波比由天线系统和天线调谐器决定,功放输出端的“Load”旋钮不是用来修驻波比的。
选项 D 错误,两处都错。“Tune”盯着驻波比、“Load”盯着输出功率,等于把一个跟调谐无关的量当成了调谐依据。驻波比表读到的数值受馈线长度、天线阻抗影响很大,用它当谐振判据会把人带偏。
调试实务:顺序、反复与安全
实际操作顺序是先把“Load”放在偏松的位置,调“Tune”找到屏流谷值,再逐步加大“Load”并同步微调“Tune”,重复到输出功率不再上升为止。每一步都记下屏流、屏压和输出功率,避免超出管子的额定值。
安全上有一条不能省:功放输出端绝不允许空载。没有接天线就开机发射,射频能量无处可去,会在回路里形成极高的电压,打火击穿元件。调试时应当先接上假负载(dummy load)或者确认天线连接可靠,再动手。电子管功放的屏极直流高压通常在千伏以上,机箱打开时的人身防护也要按规矩来,断电之后先等泄放、再实测确认。
应试要点
记两组对应关系:“Tune”看屏极电流最小的凹陷,“Load”看输出功率最大;两个旋钮互相牵连,必须来回微调几次。凡是把“Tune”说成让屏流最大、或者拿天线端驻波比当调谐依据的,一律排除。