如何消除放大器的自激？

剛參加工作時，主要工作方向是低噪放設計。剛開始會聽老同事講，遇到自激，就會很麻煩，因為調(diào)試起來很費時間，需要在保證帶內(nèi)性能的前提下，把自激現(xiàn)象消除掉。

當時測試一個放大器是否自激，主要方法就是輸出端連接頻譜儀，輸入端變換三種負載(開路，短路，負載),看頻譜儀上是否有自激現(xiàn)象。常溫和低溫下都需要做一下這個試驗。如果在常溫下自激，還算幸運的；如果常溫不激低溫激，就麻煩了。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，第一步是看看能不能通過改變外接的輸入端負載，把自激現(xiàn)象在常溫下復現(xiàn)出來，如果還不行，你就只好純粹的盲調(diào)了。就是把溫箱打開，然后把放大器放里面，等凍透了后，再從孔里抽出來，然后趕緊調(diào)試，調(diào)完后再放回溫箱，看是否自激。這個步驟可能需要重復很多次，才能把自激現(xiàn)象消除。

等到自己開始有機會設計放大器時，通過閱讀文獻，發(fā)現(xiàn)，其實這種方法是有局限性的。因為放大器是需要輸入端外接任何負載時(即整個Smith圓圖上所有的阻抗值)，都需要不自激，才能算絕對穩(wěn)定。所謂絕對穩(wěn)定，是指無條件穩(wěn)定，即放大器不管輸入端是什么負載，都不會自激。但現(xiàn)在上面只用了三種負載，所以，我一直覺得這種方法測試出來的不自激放大器也不一定是絕對穩(wěn)定的。

其實，在文獻【1】講到，近年提出一種新的判別依據(jù)，即u因子，它是放大器是否穩(wěn)定的一個充分必要條件，當其大于1的時候，放大器絕對穩(wěn)定，當其值小于1的時候，放大器不穩(wěn)定。而且其值的大小還與穩(wěn)定性的強弱有關(guān)，越大，穩(wěn)定性越強(而K因子沒有這個特性，而且K因子需要和delta配合，才是放大器絕對穩(wěn)定的充要條件)。

幸運的是，仿真軟件和測試儀器上都有這個參數(shù)的測量。在仿真和測試過程中，只要保證u大于1，放大器就絕對不會自激。

當時，我?guī)煾缸屛以O計一個放大器，其輸入端最后是與天線的饋點連接，組成一個有源天線。當時，師父給了我一個電路，已經(jīng)在其他產(chǎn)品上用過了，沒有出現(xiàn)問題，讓我照著這個電路畫就行了。我用仿真軟件把這個電路仿真了一下，發(fā)現(xiàn)u因子在帶外有一段頻率是小于1的。當時，還特地找?guī)煾复_認了一下，這個電路是沒有自激現(xiàn)象的。當時，心想，可能是仿真軟件不準吧。

后來，產(chǎn)品加工出來后，帶內(nèi)性能沒有問題，按前面的三負載方法測試后，沒有出現(xiàn)自激現(xiàn)象，就交給天線人員去集成了。第二天，天線人員就過來和我說，自激了。去一瞧，配上天線與放大器連接的那個電纜，自激了，而且頻率正好在當時仿真時出現(xiàn)u因子小于1的頻率段，但是變一下電纜長度，自激現(xiàn)象就消失了。當時，心想，老天對我真是不薄，讓我有機會驗證理論知識。接著在仿真軟件上調(diào)整匹配電路，把u因子調(diào)整成在整個頻段上都大于1,然后按照匹配仿真值修改放大器電路，自激現(xiàn)象消失了。

所以說，其實u因子，是一個非常直觀的判斷放大器是否可能自激的方法，而且現(xiàn)在仿真軟件和矢網(wǎng)都有這個測量參數(shù)，很方便，可以讓我們不用談"自激"色變。

參考文獻：David M. Pozar著 《微波工程》中文版的468頁