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如何调试高频电路

  由于工作频率的升高,分布参数及各种耦合与干扰对高频电路的影响比低频电路更加明显。因此,理论估算的工作状态与实际电路测试到的状态之间,往往会存在一定的差异。有时,在整机调试过程中元器件参数甚至需要较大的修改,才能达到预期的效果。所以,高频电路的调试过裎与其设计过程同样重要,有时比设计过程更复杂,除了需要经验以外,更需要细致耐心、锲而不舍的精神。调试时切记不能急躁,更不能盲目地更改元器件参数,否则容易事倍功半,达不到预期效果。

  另外,在实际的操作过程中经常会发现,许多问题并不是由于电路本身的故障引起的,而是由于学生未能正确使用测试仪器,导致测试结果错误。因此,在调试电路之前,花些时间学习测试设备的使用方法,掌握它对某类被测电路的测试功能和限制条件,对于快速诊断电路故障是非常重要的,往往可以达到事半功倍的效果。同时,不能忽略连接到电路上的测试设备可能对电路性能带来的影响。

  电路的安装、调试顺序一般从前级单元电路开始向后逐级进行,即先将各单元电路彼此断开,从第一级开始调整单元电路的静态工作点及交流状态下的性能指标;然后与下一级连接,进行逐级联调,直到整机调试;最后进行整机技术指标测试。

  单元电路的调试,以振荡器为例,其常见的故障是:电路安装完毕并上电后没有信号输出。在确认硬件电路连接没有问题后,应检查电路是否起振。此时,可以通过测量发射极直流电压进行判断:起振后的射极电压值应大于静态(未振荡时)射极电压值。若电路未起振,多是由于静态工作点设置木当引起的,可将基极偏置电阻之一替换为电位器,以便调节工作点。

  在逐级联调时,往往会出现调试合格的单元电路在联调时性能参数发生很大变化的现象,这时切不可盲目更改元件参数。故障原因大多是:单级调试时没有接负载,与下一级连接后,下一级的等效输入阻抗对本级性能产生一定的影响;所接负载与实际电路中的负载不匹配;整机的联调又引入了新的分布参数。因此,整机调试时需仔细分析故障原因。

  例如,振荡器与下级缓冲级相连后,振荡器可能出现输出电压幅度明显减小或波形失真严重的现象。这是由于缓冲级的输入阻抗不够大,使振荡器等效负载值下降,引起输出信号的变化。可通过调节缓冲级的发射极电阻,提高缓冲级的输入阻抗加以解决。

  在逐级联调时,还会出现这样的现象:单独加测试信号调试合格的单元电路,在与前级或下级电路连接后,没有输出或输出信号不正常。这时要考虑各级相连的电路对其输入信号幅度及功率的要求是否达到,也就是说,单元电路仅仅有输入信号是不够的,还要保证其输入信号的参数满足本级电路的要求。例如,调幅接收机中的二极管大信号包络检波器,就要求输入调幅波的幅度达到几百mV以上。在单独调试单元电路时,可借助测试仪器(如信号发生器、示波器等)确定电路达到最佳工作状态所需的输入信号幅值及频率参数等。

  在整机联调时,重点应关注整机性能是否达到指标要求。在整机各项指标均达到要求的前提下,中间个别单元电路输出波形的轻度失真是允许的。

  随着计算机仿真技术的发晨,在电路设计中可利用合适的仿真软件来辅助设计,缩短设计时间。但同时也必须注意到,在电路的实际安装、调试中,尤其是高频模拟电路的安装、调试过程中,经常会出现仿真中所不能发现的故障现象,这是由于实际电路环境中各种条件,如印制电路板材质、元器件参数、温度、湿度、辐射等因素的不确定性所导致的结果,而这些条件在仿真软件中是很难模拟的。

  因此,一定要亲自动手完成电路的设计与制作。只有亲身体验,才会发现整个过程对自己受益匪浅。同时,为真正掌握电路的设计与制作的技巧,要养成随时记录、定期总结的习惯,这样才能少走弯路,并迅速积累经验。

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