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電子元件功率放大器基本上檢修步驟

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放大字體  縮小字體    發(fā)布日期:2021-04-10  來源:儀器網(wǎng)  作者:Mr liao  瀏覽次數(shù):58
核心提示:對于10W以上的大功率功率放大器來說,由于大信號仿真模型沒有達到一個很高的準(zhǔn)確度,管子在大功率的工作狀態(tài)十分不確定,調(diào)試工作的重要性相比于其他射頻器件來說,占據(jù)的比重更大。射頻功放調(diào)試的步驟一般是由以下幾步構(gòu)成:STEP 1 確定

對于10W以上的大功率功率放大器來說,由于大信號仿真模型沒有達到一個很高的準(zhǔn)確度,管子在大功率的工作狀態(tài)十分不確定,調(diào)試工作的重要性相比于其他射頻器件來說,占據(jù)的比重更大。

射頻功放調(diào)試的步驟一般是由以下幾步構(gòu)成:

STEP 1 確定芯片是否損壞

這一步主要是確定板子和管子的基本狀態(tài)是否正常,首先利用萬用表測量一下功放柵極對地、漏極對地的電阻是否正常,確定管子是否損壞;再檢查一下電路板的狀態(tài),有無虛焊,短路,裝配功放管時接地是否做到更好等等。

STEP 2 上電測量

上電,測量漏極電壓與柵極電壓是否加上,調(diào)整漏極電壓與柵極電壓的值,觀察靜態(tài)電流是否正常(有沒有過大或者過小或者出現(xiàn)異常的跳變)。

上電時要注意管子的上電順序(GaN功放管先柵極再漏極,斷電順序則相反;LDMOS功放管無特殊要求),并且上電時輸出端與輸入端要連接儀器或者匹配負載。

STEP 3 小信號測量

對矢網(wǎng)進行校準(zhǔn)后,將功放輸入端接矢網(wǎng)port 1,輸出端接衰減器后再接入port 2(設(shè)置衰減器補償),給功放加電,觀察S11和S21是否滿足設(shè)計需求,一般功放要求S11在工作頻段內(nèi)低于-10dB,由于矢網(wǎng)可以顯示出Smith圓圖,因此可以通過理論計算與實際調(diào)試,使功放輸入駐波達到要求。S21約為設(shè)計增益值,且保證帶內(nèi)較為平坦,一般要求增益的點落在工作頻帶中間的范圍。再看S21時一定要將顯示頻率范圍盡可能打?qū)挘鬝21曲線有異常的尖峰,則可能引起功放自激。在此過程中需對電路進行微調(diào)(貼銅箔、割補微帶、替換元件值等),直至滿足要求。

STEP 4 大信號測量

功放輸出端接衰減器后接入頻譜儀,設(shè)置正確補償值(只補償功放后端的線衰和衰減器的衰減)。

將信號源初始輸入功率設(shè)為很小的值(-20dBm左右),逐漸增大,觀察輸出功率增大情況以及電流增大情況,直至飽和點(一般為1dB壓縮點)。觀察頻譜儀,記錄各次頻譜及漏極電流,收集數(shù)據(jù),計算飽和輸出功率、增益、諧波和效率等指標(biāo)。

STEP 5 線性度測量

信號源給出調(diào)試信號,頻譜儀調(diào)整至IQ星座圖分析模式,根據(jù)相關(guān)指標(biāo)觀察功放的線性度指標(biāo)。

若線性度指標(biāo)不足,盡量調(diào)整匹配電容,同時結(jié)合調(diào)整功放的靜態(tài)電流。

STEP 6 多塊板一致性驗證

裝配相同的板子,確保PCB板參數(shù)一致的情況下性能也能保持一致

STEP 7 高低溫試驗

對功放板單板進行高低溫試驗。主要觀察其在高低溫的情況下會不會出現(xiàn)工作性能的惡化,以及會不會出現(xiàn)自激等故障的現(xiàn)象。

當(dāng)高低溫試驗中,功放性能變化較大時,需要對溫度補償電路進行調(diào)整;對于高低溫試驗中的故障現(xiàn)象,盡可能在常溫環(huán)境中復(fù)現(xiàn)然后進行解決。

補充:

1、除了常規(guī)指標(biāo),對于功放單板來說還有必要去測量其開短路保護性能、溫度補償與過溫保護性能、連續(xù)發(fā)射能力、失配負載狀態(tài)下功率輸出能力等指標(biāo)

2、電容調(diào)試棒調(diào)試、射頻電纜點測法等等會更好地有助于提高定位問題和調(diào)試的效率,平常需要準(zhǔn)備些響應(yīng)的材料

3、功放單板調(diào)試完并不能代表高枕無憂,加到整機系統(tǒng)中聯(lián)調(diào)后,可能也會出現(xiàn)諸如瞬態(tài)響應(yīng)等問題,此時需要具體問題具體分析。

 

調(diào)試過程中常見問題

問題1:漏極無電流

解決方法:

1、檢查電源線連接;

2、饋電電路焊接問題;

3、濾波問題;

4、是否因為操作不當(dāng),已經(jīng)導(dǎo)致功放管損壞。

問題2:漏極電流過大

解決方法:

1、電路是否穩(wěn)定;

2、檢查是否存在短路(注意錫渣);

3、板子是否遭到破壞;

4、是否因為操作不當(dāng),已經(jīng)導(dǎo)致功放管損壞。

問題3:S參數(shù)不理想

解決方法:

1、由于兩路不完全平衡,進行相位補償??梢圆捎谜{(diào)試電容棒,在兩路分別進行調(diào)測。電容棒本身具有兩腳,并且和電路接觸面積與實際電容的接觸面積不同等原因,會存在一定容值偏差所以實際焊接時使用調(diào)試值附近的容值進行微調(diào);

2、匹配不夠,由于功放管輸入輸出阻抗帶有虛部,而巴倫結(jié)構(gòu)只能變換實部,故需要進行一定的虛部的抵消。

問題4:效率低

解決方法:

1、小信號重新調(diào)試

2、注意散熱是否可靠,若散熱不夠不能長時間連續(xù)進行大功率信號發(fā)射。

問題5:功放自激

解決方法:

1、接地不良好,可以采取增加接地面積或與外殼之間的連接;

2、供給的直流電源濾波不夠,造成了其不夠干凈,此時需要再增加濾波措施;

3、射頻信號耦合到了直流電壓上,可以在低頻線上套磁環(huán),低頻線和射頻線盡量遠離或改變它們的走向;

4、各個放大器之間在某些頻率點上失配嚴(yán)重,導(dǎo)致了射頻信號的來回反射,這種情況就需要對電路進行重新調(diào)整或適當(dāng)增加匹配之間的隔離。

5、散熱不良,隨著溫度的升高,功放管的內(nèi)部性能變差造成不穩(wěn)定。這種情況需要加強散熱

6、寄生參數(shù)原因造成的功放自激,比如蓋上整機外殼之后因為引入寄生參數(shù)導(dǎo)致的自激。這種情況需要重新考慮輸入輸出電路的形式,避免在引入寄生參數(shù)以后特性發(fā)生嚴(yán)重變形。

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關(guān)鍵詞: 功放 是否 調(diào)試 進行 問題
 
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