短波電子管放大器的入門教程詳細(xì)說明

　　短波功率放大器有晶體管和電子管之分，晶體管功放一般是由晶體三極管或場(chǎng)效應(yīng)管來作為電子放大器件；而電子管功放則使用真空電子管或陶瓷雷達(dá)管來作為電子放大器件。

　　晶體管功放的優(yōu)點(diǎn)是：省電，效率高，壽命長(zhǎng)，整機(jī)體積小。使用非常方便，加電可立即發(fā)射，很適合移動(dòng)臺(tái)。

　　而電子管功放的缺點(diǎn)正好是晶體管功放的優(yōu)點(diǎn)。

　　但是，電子管功放有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)就是抗“造”。據(jù)說目前很多國(guó)家軍隊(duì)都一直大量庫存電子管通信設(shè)備，目的是在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中抵抗強(qiáng)大的電磁脈沖打擊。電磁脈沖打擊已經(jīng)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中不可或缺的攻擊手段，其作用是戰(zhàn)爭(zhēng)伊始就迅速致盲敵軍的雷達(dá)、通信系統(tǒng)；軍隊(duì)經(jīng)過大量試驗(yàn)證明，電子管的通信、雷達(dá)設(shè)備都能經(jīng)受住一定強(qiáng)度的電磁脈沖打擊。

　　對(duì)于業(yè)余無線電來說，使用過晶體管功放和電子管功放的朋友們可能都有這樣的體會(huì)，認(rèn)為電子管功放使用中很皮實(shí)，一旦誤操作，電子管不容易損壞（有極強(qiáng)過載能力），而晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管很容易損壞。

　　本人體會(huì)更深，都是因?yàn)樽约旱牟恍⌒牟僮?，而燒毀了N多大功率場(chǎng)效應(yīng)管，很是心痛呀！所以，本人還是鐘愛電子管功放。

　　既然本人喜愛電子管功放，當(dāng)然要向廣大HAM積極推薦電子管功放啦！國(guó)內(nèi)很多業(yè)內(nèi)朋友也生產(chǎn)、出售短波功放。銷售的情況不錯(cuò)，有些精品還銷售到國(guó)外，獲得了國(guó)際上的好評(píng)。有些產(chǎn)品很親民，價(jià)廉物美，受到廣大火腿們的贊譽(yù)。也有很多朋友自制了短波電子管功放，用自己DIY的功放設(shè)備進(jìn)行DX遠(yuǎn)程通聯(lián)，又是一種非常特別的體驗(yàn)。DIY的過程本身就是一種非常幸福的經(jīng)歷。所以，我很贊同有條件的HAM朋友，在專業(yè)人士的指導(dǎo)下，開展DIY短波功放的活動(dòng)。

　　在這里，我針對(duì)喜歡使用短波電子管功放和希望DIY電子管功放的無線電愛好者們，做一些相關(guān)知識(shí)的介紹。

　　電子管的一般結(jié)構(gòu)。

　　一般的電子管是由抽成真空的玻璃管作外殼，內(nèi)部有一些特殊金屬材料制作的電極。電極分為：陽極（屏極）、陰極、柵極。柵極里面又分有柵極、簾柵極、控制柵極等；陰極又分有旁熱式陰極和燈絲陰極兩種。

　　電子管的一般工作原理。

　　當(dāng)電子管的燈絲加上電，燈絲的溫度會(huì)提高，雖然是在真空狀態(tài)下，燈絲的熱輻射會(huì)逐漸加熱了陰極的金屬片，陰極金屬片溫度達(dá)到一定程度后（攝氏800度左右），金屬片上的電子會(huì)游離在陰極周圍，形成帶電荷的電子云。

　　當(dāng)陰極和陽極（屏極）之間加上一個(gè)高電壓（陰極為負(fù)，陽極為正）時(shí)，根據(jù)異性相吸原理，游離在陰極周圍電子云中的負(fù)電子會(huì)穿過柵極，飛奔向陽極形成一個(gè)電子束，此時(shí)柵極就像一個(gè)電子開關(guān)。柵極不帶電時(shí)，電子流會(huì)穩(wěn)定的穿過柵極到達(dá)陽極（屏極）；

　　當(dāng)柵極上加上正電壓時(shí)，對(duì)陰極上的電子也有吸引作用，會(huì)增加電子流的速度和電荷的數(shù)量；

　　當(dāng)柵極加上負(fù)電壓時(shí)，因同性相斥的原理，柵極對(duì)于負(fù)電荷就成為了一個(gè)屏障，逼得負(fù)電荷必須繞遠(yuǎn)道才能到達(dá)陽極（屏極），大大遲滯了電子流的運(yùn)動(dòng)，降低負(fù)電子通過的數(shù)量。

　　其實(shí)，電子管和晶體三極管放大原理也相同，電子管柵極如同晶體三極管的基極一樣，只需加入很小的變化的交流信號(hào)，就會(huì)在電子管陰極和陽極之間形成較大的和柵極輸入信號(hào)形狀相同變化的電壓或電流，這就是一般電子管的放大原理。電子管還有個(gè)“跨導(dǎo)”的概念，和晶體三極管的“放大倍數(shù)”的意思略微相同。

　　上面講的是電子管的線性放大狀態(tài)。

　　所謂線性放大，是指晶體管和電子管工作狀態(tài)在各自的特性曲線之內(nèi)，和輸入信號(hào)相同按比例放大，也稱甲類放大。

　　但是短波功率末級(jí)放大器一般都工作在丙類或甲乙類，負(fù)載一般是LC諧振回路，導(dǎo)通角小于90度，經(jīng)驗(yàn)值告訴我們，一般導(dǎo)通角在70度時(shí)，效率最高。這樣的設(shè)計(jì)會(huì)使放大器的工作效率高，功率大且功耗小。比如單只FU-13電子管，工作在甲類時(shí)，一般輸出不到60瓦。但如果工作在丙類時(shí)，輸出可達(dá)600到700瓦，而且所需電源動(dòng)力大大下降，效率大大提高。

　　怎樣才能使電子管和晶體管放大器工作在丙類狀態(tài)哪？這就需要在電路設(shè)計(jì)時(shí)，確定管子的工作狀態(tài)，通過調(diào)整晶體管的負(fù)偏置，電子管的負(fù)柵壓數(shù)據(jù)，使管子工作在特性曲線的線性與非線性之間（見原理圖）。

　　看似電子管功放電路很簡(jiǎn)單（參見我繪制的FU-13短波電子管功放電原理圖），因?yàn)榇蠊β识滩üΨ诺钠翂汉芨?，?000-3000伏。因?yàn)檫@個(gè)高壓的存在，的確成為業(yè)余無線電愛好者DIY的攔路虎。但是我們只要按照操作規(guī)范執(zhí)行，基本也是安全的。

　　個(gè)人如果想DIY電子管功放時(shí)，要特別注意以下幾點(diǎn)：

　　一是，在相關(guān)電子元器件的選擇上，耐高壓也成為關(guān)注的重點(diǎn)。槽路可變電容，以及高壓隔離電容，耐壓要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；

　　二是，短波功放的輸出功率越大，機(jī)箱空間要求就越大，布線越要周密考慮，否則容易產(chǎn)生自激而損壞電子管或造成DIY失?。?/p>

　　三是，功放安裝完畢加電前，要仔細(xì)做好安全檢查，防止高壓觸電；主要是看高壓區(qū)與低壓區(qū)之間的隔離電容工作是否可靠；最好是設(shè)計(jì)和組裝電子管功放時(shí)，預(yù)先設(shè)置有開機(jī)箱蓋的安全斷電開關(guān)。

　　另外，無論安裝與檢修電子管功放設(shè)備時(shí)，開機(jī)箱蓋后要有一個(gè)好的習(xí)慣，就是對(duì)高壓電容有個(gè)預(yù)施放電措施，確認(rèn)安全后，方可下手操作。