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如何消除放大器的自激?

高工
2023-03-09 09:49:08     打赏
刚参加工作时,主要工作方向是低噪放设计。刚开始会听老同事讲,遇到自激,就会很麻烦,因为调试起来很费时间,需要在保证带内性能的前提下,把自激现象消除掉。

当时测试一个放大器是否自激,主要方法就是输出端连接频谱仪,输入端变换三种负载(开路,短路,负载),看频谱仪上是否有自激现象。常温和低温下都需要做一下这个试验。如果在常温下自激,还算幸运的;如果常温不激低温激,就麻烦了。出现这种现象,第一步是看看能不能通过改变外接的输入端负载,把自激现象在常温下复现出来,如果还不行,你就只好纯粹的盲调了。就是把温箱打开,然后把放大器放里面,等冻透了后,再从孔里抽出来,然后赶紧调试,调完后再放回温箱,看是否自激。这个步骤可能需要重复很多次,才能把自激现象消除。等到自己开始有机会设计放大器时,通过阅读文献发现,其实这种方法是有局限性的。因为放大器是需要输入端外接任何负载时(即整个Smith圆图上所有的阻抗值),都需要不自激,才能算绝对稳定。所谓绝对稳定,是指无条件稳定,即放大器不管输入端是什么负载,都不会自激。但现在上面只用了三种负载,所以我一直觉得,方法测试出来的不自激放大器也不一定是绝对稳定的。近年提出一种新的判别依据,即u因子,它是放大器是否稳定的一个充分必要条件,当其大于1的时候,放大器绝对稳定,当其值小于1的时候,放大器不稳定。而且其值的大小还与稳定性的强弱有关,越大,稳定性越强(而K因子没有这个特性,而且K因子需要和delta配合,才是放大器绝对稳定的充要条件)。幸运的是,仿真软件和测试仪器上都有这个参数的测量。在仿真和测试过程中,只要保证u大于1,放大器就绝对不会自激。当时,我师父让我设计一个放大器,其输入端最后是与天线的馈点连接,组成一个有源天线。当时,师父给了我一个电路,已经在其他产品上用过了,没有出现问题,让我照着这个电路画就行了。我用仿真软件把这个电路仿真了一下,发现u因子在带外有一段频率是小于1的。当时,还特地找师父确认了一下,这个电路是没有自激现象的。当时心想,可能是仿真软件不准吧。后来,产品加工出来后,带内性能没有问题,按前面的三负载方法测试后,没有出现自激现象,就交给天线人员去集成了。第二天,天线人员就过来和我说,自激了。去一瞧,配上天线与放大器连接的那个电缆,自激了,而且频率正好在当时仿真时出现u因子小于1的频率段,但变一下电缆长度,自激现象就消失了。当时心想,老天对我真是不薄,让我有机会验证理论知识。接着,在仿真软件上调整匹配电路,把u因子调整成在整个频段上都大于1,然后按照匹配仿真值修改放大器电路,自激现象消失了。所以说,其实u因子,是一个非常直观的判断放大器是否可能自激的方法,而且现在仿真软件和矢网都有这个测量参数,很方便,可以让我们不用谈"自激"色变。





关键词: 消除     放大器     自激    

专家
2023-03-09 10:01:13     打赏
2楼

谢谢分享


专家
2023-03-09 14:09:17     打赏
3楼

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专家
2023-03-10 01:19:06     打赏
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院士
2023-03-12 17:24:34     打赏
5楼

学习了,谢谢分享。


高工
2023-03-12 17:36:21     打赏
6楼

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专家
2023-03-12 17:52:03     打赏
7楼

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