AGC中频放大器设计(下)

设计技术难点及解决措施

　　

　　◇采用微波二极管提高电路精度　　

　　该AGC中频放大器的三级电压增益放大均有三只PIN微波二极管 (2K4D)整形缓冲，它对输出增益的一致性和增益控制电压值尤其重要，该二极管的参数为：反向电压VB≥200 V、正向微分电阻Rr≤1Ω、结电容CP≤0.40PF、耗散功率PW≥0.3w。开始组装时，只注意到满足军品二极管的通用特性，但产品的一致性(相对控制电压值各对应的各输出幅值)都没有引起足够的重视，无法按用户要求的四个一组进行配套，即容易造成生产成本的浪费。在初次问题分析中始终没有找到问题所在，只是认为三个中放电路的不一致。经与用户探讨和试验摸索发现：微波二极管的正向微分电阻和结电容直接影响其输出一致性。事实上，二项参数一起配对并且一块三只，四块一组共12支要求一样也比较困难，组装前的筛选配对很难进行。之后经过逐级分析、微调试验，才能总结出它的变化规律。实际上，只要控制好三级中频放大对应位置的二极管的一致性，即可达到输出对应。至此，便可采用精分微波二极管的结电容，将其参数一致性的结电容(精确到0.01PF)装在一起，以减少配套的工作量。在组装时，将一致的二极管焊在同一级的位置上，从而提高了产品的合格率，达到了用户要求。但针对各批次的一致性精度，还需掌握其规律进行控制，故要继续统计分类，保证用户放心使用和更换。

　　产品特点　　

　　因为该放大器独特的通用性，与同类产品相比，针对原分立器件组装的AGC中频放大器专用模块，该产品除保证了原有的电特性有所提高以外，还有如下一些特点：

　　(1)模块尺寸小，引出端采用标准28线平行封焊，插拔更换比较方便。

　　(2)重量轻，机械可靠性好。由于采用全表面贴装结构，元器件全部小型化、微型化，使之重量远远低于分立器件，同时抗振动冲击能力增强，不会出现引线振动冲断。

　　(3)采用全金属接地屏蔽、调谐方便。由于备份调整端子多，带通滤波器外接，故可根椐需求很容易改变中心频率和增益范围等。

　　(4)模块产品尺寸如图4所示。



　　(5)该放大器的引出端排列符合图5规定。表1所列是其引出端功能。





　　结论　　

　　表2给出了该放大器的实测数据与要求指标的比较。



　　该产品在生产和调试过程中，严格按照制定好的工艺流程和质量控制进行。加之表面组装的厚膜工艺和壳体封装工艺都比较成熟，因而其实测数据完全满足要求，且已通过设计定型。本AGC中频放大器模块可取代由分立器件组装的电路形式。该模块是中频放大器专用模块的一个新品种，为今后同类产品的研制提供了相对很好的经验。

　　◇结构布局　　

　　该AGC中频放大器的中心频率为70 MHz(属高频范围)，其结构布局非常重要。在电路设计初期，虽然根据引线尺寸结构和电路流程进行了精细布局，缩短走线，靠近各引线端，控制线宽和线间距。但电路仍不理想，在信号衰减60dB时就被埋没，信号为0dB、10dB时就有自激振荡，通过大量的实验和消自激电容的调整以及穿插接地，使之勉强在宽增益下达到输出要求。但在壳体尺寸进一步降低时，根据这些数据整理和前后级屏蔽地线分级隔离，重新布局绘制平面厚膜电路，尤其是相邻强弱信号的地线屏蔽使其对微弱信号的干扰减少。另外，输入、输出分别设计在陶瓷基板的两头对角，内部电路流程设计成S走线，并如图3所示分别隔离，最终才达到指标要求，即使这样，在高低温实验时仍有不稳定现象。通过微调电容和壳体接地点实验，终于发现壳体的影响和端口驻波反射、内部功率电阻对射频放大器的干扰影响。经过再次改进电路布局，将多余端线接口引线直接焊到基板，输入、输出端口采用高频插头以及壳体大面积接地，包括基背面导电带接地，并调大功率电阻的面积，减小发热，才使之能在高低温下稳定可靠的工作，同时还使其以自身来补偿输出自激。