調頻發射器的製作要點

    50MHz～150MHz頻率範圍的調頻發射器具有天線簡易、調製方便、輻射性能好和效率高等優點。而87MHz～108MHz的調頻廣播波段可利用現成的收音機作接收機，因而此波段發射器的製作尤其受到愛好者的青睞。
    筆者在諸多電子刊物上經常看到關於此類發射器製作的文章，有的很好，也有存在某些問題的。筆者想就專業知識和實際製作體會，談一下本人對調頻發射器製作中某些要點與誤區的看法。

    (一)高頻振蕩器
    振蕩器的主要指標是輸出波形失真度與頻率穩定度。對於後者，晶體振蕩器是最好的，但業餘應用中有其缺點，一是頻點固定且不易購買;二是直接調製時頻偏太小，因而不得不多次倍頻，使電路複雜且波形變壞，影響發射器的效果。其實一般採用電容三點式或克拉潑振蕩電路完全能夠勝任，頻率穩定度與波形失真已能滿足要求。
    電容三點式電路(見圖1)的正反饋量由C1、C2決定，而C1、C2並聯在三極體的結電容上，能減小結電容變化對頻率的影響，微調L可在較大範圍內改變頻率。
    克拉潑振蕩電路L見圖2)的頻率更穩定，但正反饋量變小，當改變頻率時．容易在頻率高端停振，故改變C3或L只能在較小的範圍內改變振蕩頻率，該電路宜採用fT較高的振蕩管以利於起振。
    提高振蕩器頻穩度和改善輸出波形的方法有：晶體管結電容要小，fT要高．供電要穩壓．使用低損耗的高頻電容，與外界要弱耦合，另外，在保證起振的條件下，工作點可選得低一些，有利於改善波形。
 

    (二)頻率調製器
    要求失真小，靈敏度高。常見的調頻方法有直接調製三極體結電容和變容二極體調頻。直接調製結電容電路雖簡單．但頻偏較小且伴有較大的寄生調幅。由調幅原理可知，調幅波的邊頻極靠近載頻(僅差一個音頻)，發射器后級的LC選頻電路不易將其濾除，因而使發時頻譜變壞，影響后級電路製作並干擾接收。因此．筆者建議使用變容二極體調製。

    (三)緩衝級、推動級
    要求功率增益大，前後隔離度好。功率增益大一些，可使后級功放容易實現，而從前級吸收的高頻功率也可少一點，這樣有利於減小振蕩器的外耦合，提高頻穩度。因此，緩衝、推動電路應盡量採用功率增益高的共發射極甲類放大電路。由於其輸入阻抗較小，應該部分接入前級或減小耦合電容以達到阻抗匹配。本級要選用fT高，高頻功率增益大的晶體管，靜態工作電流可稍大些(一般取3mA～5mA)，以減小晶體管的頻率非線性失真和提高本級功率增益。

    (四)倍頻器   
    出於頻率穩定度的考慮或使用晶體振蕩器，發射器往往需要倍頻級．也就多了一個倍頻效率和頻譜純度的問題。提高倍頻效率可使用丙類放大器(如導通角在40°左右時三倍頻效率最高)。但丙類放大器的大量諧波要在倍頻后很好地抑制，否則將干擾末級功放的調試與正常工作。

    (五)高頻功率放大器
    可選用甲、乙、丙類功放電路。
    甲類功放的高頻功率增益最大且輸出頻譜純凈但效率太低。乙、丙類功放效率高一些，但功率增益較甲類小而且調試、匹配較困難。丙類功放的例子見圖3(a)、(b)、Rb的取值可選晶體管輸入阻抗的2～7倍。Rb取值太大將使be結負偏壓太大而使輸出功率變小，反之則效率變低且輸出功率也因為Rb分流激勵功率而降低。解決辦法是Rb取小一點，並在Rb上串聯一個uH級電感，或直接用高頻扼流電感代替Rb使功放處於乙類零偏狀態。
 
    功放級容易出現的誤區是盲目選用丙類射頻功放。由於丙類功放確實具有轉換效率高的優點，故在高頻功率管管耗(Pcm)一定或電源消耗一定的條件下能夠輸出比甲、乙類功放更大的高頻功率，因而在移動電台或大功率電台的發射器上被廣泛採用(主要出於省電考慮)。這致使一些製作者形成了射頻功放即丙類功放的錯誤概念。在他們設計製作的發射器上，即使是幾十毫瓦的高頻輸出，也一概選用丙類功放，還有的竟用丙類功放作射頻振蕩器的緩衝級(若是倍頻級另當別論)!要知道劇烈變化的丙類放大器輸入阻抗會對振蕩器的頻率穩度產生極大的負面影響。實際上，丙類功放要實現高頻率，大功率輸出，條件還是比較苛刻的。首先需要工作在臨界或略過壓狀態，高頻激勵要比相同輸出的甲類功放大且要嚴格滿足高效率時的功放管導通角。此外，由於大量諧波的存在，需要性能更好的濾波器，同時也需要更嚴格的阻抗匹配。基於以上原因，設計調試好一個高質量的丙類射頻功放在業餘條件下是比較困難與麻煩的。筆者曾見過幾位製作者，用自製的簡易場強計測得丙類功放已有較大輸出，滿以為可以大大增加傳輸距離，而實際拉開距離試驗並不理想，原因就在於自製的丙類功放級濾波不良，場強計檢測到信號中含有大量諧波成份。筆者以為業餘製作在條件允許的情況下盡量採用甲類功放，這樣容易出功率且諧波干擾小，濾波匹配網路簡單。