AGC中頻放大器設(shè)計(jì)（下）

設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn)及解決措施

◇采用微波二極管提高電路精度

該AGC中頻放大器的三級(jí)電壓增益放大均有三只PIN微波二極管 (2K4D)整形緩沖，它對(duì)輸出增益的一致性和增益控制電壓值尤其重要，該二極管的參數(shù)為：反向電壓VB≥200 V、正向微分電阻Rr≤1Ω、結(jié)電容CP≤0.40PF、耗散功率PW≥0.3w。開始組裝時(shí)，只注意到滿足軍品二極管的通用特性，但產(chǎn)品的一致性(相對(duì)控制電壓值各對(duì)應(yīng)的各輸出幅值)都沒有引起足夠的重視，無(wú)法按用戶要求的四個(gè)一組進(jìn)行配套，即容易造成生產(chǎn)成本的浪費(fèi)。在初次問題分析中始終沒有找到問題所在，只是認(rèn)為三個(gè)中放電路的不一致。經(jīng)與用戶探討和試驗(yàn)摸索發(fā)現(xiàn)：微波二極管的正向微分電阻和結(jié)電容直接影響其輸出一致性。事實(shí)上，二項(xiàng)參數(shù)一起配對(duì)并且一塊三只，四塊一組共12支要求一樣也比較困難，組裝前的篩選配對(duì)很難進(jìn)行。之后經(jīng)過逐級(jí)分析、微調(diào)試驗(yàn)，才能總結(jié)出它的變化規(guī)律。實(shí)際上，只要控制好三級(jí)中頻放大對(duì)應(yīng)位置的二極管的一致性，即可達(dá)到輸出對(duì)應(yīng)。至此，便可采用精分微波二極管的結(jié)電容，將其參數(shù)一致性的結(jié)電容(精確到0.01PF)裝在一起，以減少配套的工作量。在組裝時(shí)，將一致的二極管焊在同一級(jí)的位置上，從而提高了產(chǎn)品的合格率，達(dá)到了用戶要求。但針對(duì)各批次的一致性精度，還需掌握其規(guī)律進(jìn)行控制，故要繼續(xù)統(tǒng)計(jì)分類，保證用戶放心使用和更換。

產(chǎn)品特點(diǎn)

因?yàn)樵摲糯笃鳘?dú)特的通用性，與同類產(chǎn)品相比，針對(duì)原分立器件組裝的AGC中頻放大器專用模塊，該產(chǎn)品除保證了原有的電特性有所提高以外，還有如下一些特點(diǎn)：

(1)模塊尺寸小，引出端采用標(biāo)準(zhǔn)28線平行封焊，插拔更換比較方便。

(2)重量輕，機(jī)械可靠性好。由于采用全表面貼裝結(jié)構(gòu)，元器件全部小型化、微型化，使之重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于分立器件，同時(shí)抗振動(dòng)沖擊能力增強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)引線振動(dòng)沖斷。

(3)采用全金屬接地屏蔽、調(diào)諧方便。由于備份調(diào)整端子多，帶通濾波器外接，故可根椐需求很容易改變中心頻率和增益范圍等。

(4)模塊產(chǎn)品尺寸如圖4所示。



(5)該放大器的引出端排列符合圖5規(guī)定。表1所列是其引出端功能。

結(jié)論

表2給出了該放大器的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與要求指標(biāo)的比較。



該產(chǎn)品在生產(chǎn)和調(diào)試過程中，嚴(yán)格按照制定好的工藝流程和質(zhì)量控制進(jìn)行。加之表面組裝的厚膜工藝和殼體封裝工藝都比較成熟，因而其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)完全滿足要求，且已通過設(shè)計(jì)定型。本AGC中頻放大器模塊可取代由分立器件組裝的電路形式。該模塊是中頻放大器專用模塊的一個(gè)新品種，為今后同類產(chǎn)品的研制提供了相對(duì)很好的經(jīng)驗(yàn)。

◇結(jié)構(gòu)布局

該AGC中頻放大器的中心頻率為70 MHz(屬高頻范圍)，其結(jié)構(gòu)布局非常重要。在電路設(shè)計(jì)初期，雖然根據(jù)引線尺寸結(jié)構(gòu)和電路流程進(jìn)行了精細(xì)布局，縮短走線，靠近各引線端，控制線寬和線間距。但電路仍不理想，在信號(hào)衰減60dB時(shí)就被埋沒，信號(hào)為0dB、10dB時(shí)就有自激振蕩，通過大量的實(shí)驗(yàn)和消自激電容的調(diào)整以及穿插接地，使之勉強(qiáng)在寬增益下達(dá)到輸出要求。但在殼體尺寸進(jìn)一步降低時(shí)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)整理和前后級(jí)屏蔽地線分級(jí)隔離，重新布局繪制平面厚膜電路，尤其是相鄰強(qiáng)弱信號(hào)的地線屏蔽使其對(duì)微弱信號(hào)的干擾減少。另外，輸入、輸出分別設(shè)計(jì)在陶瓷基板的兩頭對(duì)角，內(nèi)部電路流程設(shè)計(jì)成S走線，并如圖3所示分別隔離，最終才達(dá)到指標(biāo)要求，即使這樣，在高低溫實(shí)驗(yàn)時(shí)仍有不穩(wěn)定現(xiàn)象。通過微調(diào)電容和殼體接地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)殼體的影響和端口駐波反射、內(nèi)部功率電阻對(duì)射頻放大器的干擾影響。經(jīng)過再次改進(jìn)電路布局，將多余端線接口引線直接焊到基板，輸入、輸出端口采用高頻插頭以及殼體大面積接地，包括基背面導(dǎo)電帶接地，并調(diào)大功率電阻的面積，減小發(fā)熱，才使之能在高低溫下穩(wěn)定可靠的工作，同時(shí)還使其以自身來(lái)補(bǔ)償輸出自激。