短波线性功率放大器的原理与调试(WEB)

短波线性功率放大器的原理与调试

本文就300瓦线性短波功率放大器的原理和调试作个简单介绍。

1 电路结构：

z功率放大器由T1（9：1）输入变压器，T3，T4组成的1：4输出变压器，T5，C6，R11-R14组成的负反馈电路，U1，R3，R4，R15，D1，T2等组成的偏流电路，C2-C5，R7-R10组成的频率补偿电路，Q1，Q2功放管等组成的AB类推挽放大器。

z T1把50欧的输入端阻抗转换成5.5欧以配合晶体管的输入阻抗，由C1补偿T1的寄生电感。

z T5，C6，R11-R14组成负反馈电路，C6与T5的一组线圈（1圈）组成谐振电路，降低高频段的反馈量，并减少负反馈电阻R11-R14对T1次级阻抗的影响。

z C2-C5是频率补偿电容，目的是提高放大器在高端的增益。

z上面所述电路的元件参数对放大器的输入驻波、增益的平坦性等有很大的影响，在调试中要通过多次试验而取得放大器各种参数的平衡。

z U1，R3，R4，R15，D1，T2等组成的偏流电路，由紧贴在功放管上的D1跟踪功放管的温度变化，保持偏流的稳定。

z R16是用来检测放大器的工作电流的。

z输出变压器T4的阻抗比是1：4，在低阻端阻抗为12.5欧，根据推挽放大器的理论可计算出功放的不失真最大输出功率 P max=2(48-2)(48-2)/12.5=338W。（P max=2（Vcc-Vsat）*2/R）

z输出变压器采用传输变压器形式，用3mm的25欧电缆绕制。

z C12-C17是隔直耦合电容，隔离直流电位，耦合高频信号。

z功放管是用货源较多的拆机ENI21（类似于MRF448，原用于13.56MHZ的射频源），当然可以用TH430,2SC2652,681033等晶体管来代替，但反馈和频率补偿网络的相关参数要作调整。

2 安装要点：

T1绕制：

使用导磁率约100，，尺寸26x18x6mm的磁环，用3条2mm低阻同轴电缆绕4圈，把外网并联作低阻端，内导体串联作高阻端。

T3，T4绕制：

把两个导磁率约100，尺寸26x18x6mm的磁环粘合在一起，用25ohm电缆（外径3mm）绕9-10圈。把T4，T4焊接在PCB上时要按照PCB的电缆内外导体位置标志来焊接，千万不能搞错！！！

T3，T4，T5的安装图示如下：

T2用0.3mm的双绞线绕制，T2是在小磁环上绕30圈，T5用0.8mm的双绞线绕制，T5是在大磁环上绕6圈，T5上用作负反馈的一圈是用一条导线穿过磁环焊接在线路板上。T2，T5焊接时要注意磁环的方向和线圈的相位，在PCB上有T5同名端的标志。T2请按下面照片的指示焊接。

功放管：安装在15x20x5cm以上的铝散热器上，注意散热器与功率管的接触面要平整，光滑，在两者之间涂上导热硅脂，上紧螺丝以保证良好的传热。

D1紧压在Q1上，两者之间涂上硅脂。

PCB与散热板之间要保持2mm的距离，可用2mm裸电线绕成内径Φ4mm的垫圈放在4个固定螺丝的位置来隔开散热板和PCB.

BNC插座安装时不要安装到底，使BNC座底部离PCB距离1mm ，以防信号线接地短路，焊好要用剪线钳适当剪短引脚，特别是中心引脚，要避免对散热器短路。

电源接头，6pin接头焊好后要剪短引脚，避免对散热器短路。

重要更改：

R7和R8，R9和R10，改用各3个3.9欧电阻（5环电阻，橙色，白色，黑色，银色，金色,切勿搞错!!）并联，R11和R12，R13和R14，改用各3个10欧电阻并联，目的是提高承受功率和稳定性。

C10，C11并联两个0.22uF的CBB电容，增强退藕作用。

套件中的电缆和照片中的有点不同，细的一根是单芯的25欧的，粗的一根是多芯的25欧的。C2，C4建议不装，这样高端驻波会低一点，但增益也低一点。

3调试设备：

a)15安培/48伏的直流电源，强烈推荐带有过流保护的！！！这对调试中功放管的安全非常

重要！！！

b)如果没有带过流保护的电源，建议使用200瓦左右的36伏变压器来整流滤波提供直流电

源，这个电源内阻相对较大，过流时电压下降较多。过激励时功放管会较为安全，在做300W 试验时更换成600瓦的变压器。另备12伏/1安培直流电源一个。

c)假负载：300瓦（50欧）的假负载，可以用10个5-10瓦的510欧金属膜电阻并联，然

后放在变压器油中，这种假负载可以短时间（30-60秒）承受500瓦的功率。

d)500瓦量程的功率表。

e)信号源：短波电台，能产生CW信号，功率能从5瓦到30瓦调节。

f)15安培电流表，万用表，电缆等。

4 调试步骤：

a)偏流调整：安装好套件后重点检查D1的方向，在48伏电源串入电流表，把电源最大电流

限定在2安培，通上48伏电源，再通上12伏电源，电流表指示应该在0.4-1A之间，在

这范围功放管都能较好地工作再AB类状态，如静态电流太小，更换R4电阻为39欧，静态电流应该能升到0.4-1A的范围了，如果电流太大甚至令电源都保护了，则检查一下R3,R4,R15，D1，测量U1的5伏输出电压是否正常。

b)增益测试：

测试1(5w输入测试)：把电源最大电流设定到10安培，电台输出功率设定为5瓦，频率设定在1.8MHZ，接上两组电源，输出端接上功率计和假负载，输入端暂不接上，按下电台的电键使电台输出信号，再连接到放大器的输入端（这一点很重要，因为有些的电台在按下电键的瞬间，电台的ALC电路还未起作用的时候，电台的输出功率就有几十瓦，有可能令功放管过载而烧毁，所以要先按电键再接入信号，而小功率开路发射对电台没有损害），测量记录48伏的电流，电台上的驻波读数和功率表上的功率读数。正常的话电流在2- 4 A，输出功率在50W-100W，输入驻波为2以下。然后用同样的方法测量其余频段

3.5MHZ,7MHZ,10MHZ,14MHZ,18MHZ,21MHZ,24MHZ和29MHZ的特性。一般在

21MHZ以下驻波都在2以下，在21MHZ以上可能会超过2。

测试2（300瓦输出测试）：把电源设定到15安培，在1.8MHZ 5W测试的条件下慢慢加大电台的输出功率，使输出功率变为300瓦，记录电台的输出功率（即放大器的激励功率），放大器的48伏电源的电流。再用同样的方法测量记录

3.5MHZ,7MHZ,10MHZ,14MHZ,18MHZ,21MHZ,24MHZ和29MHZ在300W输出时

的激励功率，工作电流。通过计算得到放大器300W输出时的频率---增益特性，频率---工作效率等参数。

更换不同数值的C1，C2，C3，C4，C5，R7-R10，R11-R14，C6可以使放大器的输入驻波和增益的频率特性发生变化，一般C1的数值在100-1000pF，C1，C2，C4可不装，这样放大器在高频段驻波较低，但高频段增益较低，安装C3,C5后高频段增益会较高（相对提高1DB以上），但驻波也较高（24MHZ处=2，29MHZ处=3），R7-R10与低频段的增益波动关系较大，这些可以在调整试验中体会。

使用 ENI 21功放管，调整出来的放大器的增益波动大约在3DB内。如使用其他的管子，其补偿元件的参数要作相应调整。

在300W试验时，一定要注意散热！！

晶体管放大器只要注意散热和控制不过载（每一次激励功率从最低开始加高，电源带过流保护），在试验和使用中还是很安全的，祝大家试验成功！！

DE BA7KW

零件表：

编号品名数值数量备注

R1 电阻NC 0

R2 电阻0.25R 1

R3，R4 电阻68R 2 39R一只备用

R7-R10 电阻 3.9R 6 每3个并联

R11-R14 电阻10R 6 每3个并联

R15 电阻10R 1

R16 电阻0.02R 1

C1 云母电容NC 0

C2-C5 云母电容2000p 4