一种6A型高增益放大器模块及其制作方法与流程

一种6a型高增益放大器模块及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及功率放大器领域，特别涉及一种6a型高增益放大器模块及其制作方法。


背景技术：

2.随着现代电子技术的不断发展，集成电路被广泛应用到各类电子电路中。随着近十几年来半导体技术的进步，功率放大器电路也得到了飞速的发展和应用，对于功率放大器的要求越来越高。
3.6a型功率放大器是地面雷达重要部件之一，在军事方面用途广泛，因此，对其性能要求高。目前，6a型功率放大器存在普遍的问题是精度低、易受外界环境的干扰、成本高、增益小、输出信号峰值功率低、负载开路损坏、脉冲顶降较大、输出脉冲信号前沿以及下后沿时间有效范围不可控。同时对现有技术中的6a型功率放大器的制作也没有一种简单高效的制作方法，制作过程对于功率放大器的功率输出和稳定性也十分重要。因此，急需要设计一种6a型高增益放大器模块并提供一种新的制作方法来解决任一上述技术难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种6a型高增益放大器模块及其制作方法，该放大器模块电路结构简单且增益高、成本低，同时提供的模块制作方法，满足批量化生产的要求。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种6a型高增益放大器模块，所述放大器模块包括电阻r1～r38，功放管u2、u4、u6，二极管u5、u8、u13、u14、d1、d2、d3，三极管u11、u12、u22、u23，隔离器u7，电位器u10、u20，以及电感l1、l2、l3、l4，芯片u1、u3、u9、u15、u16、u17、u18、u19、u21。
6.所述芯片u1为温补衰减器，芯片u1的一端与输入端口连接，其另一端与电容c1以及电源连接；电容c1与c2串联，电阻r26与电容c1、c2并联，构成高通滤波器，得到阻抗匹配；
7.所述的功放管u2的一端与电容c2连接，其另一端与电容c3以及电感l1连接，起到对于输入信号进行前级放大的作用；
8.所述芯片u3为温补衰减器，芯片u3的一端与电容c4连接，其另一端与电容c8连接；
9.所述芯片u5为pin二极管，该pin二极管增益调节的作用是输出功率可调；芯片u5的1脚与电容c8连接，芯片的2脚与电阻r28连接，其3脚与电容c9、电感l4连接,电容c9、电感l4并联构成lc电路；
10.所述的功放管u4的一端与电容c10连接，用于隔离滤波，其另一端与电容c11以及电感l2连接，构成lc电路；
11.所述的功放管u6的一端与电容c11连接，起到隔离保护滤波的作用，同时还与芯片u17的5、6引脚连接，其另一端与电容c12连接同时还与芯片u17的5、6引脚连接；
12.所述的隔离器u7端与电容c12连接，其另一端口与输出接口rf-out连接；
13.所述的芯片u9为比较器，芯片u9的1脚与r9连接，芯片的2脚与分别与电阻r10、r11连接，芯片的3脚分别与r11的另一端以及电阻r12连接，芯片的4脚分别与电容c14的正极以及电阻r21连接，芯片的5脚分别与电容c15的负极以及地连接，芯片的6脚分别与电容c15的正极以及电阻r12的另一端连接，芯片的7脚与电电位器u10连接，芯片的8脚与电阻r13连接；
14.所述的芯片u19为运放芯片，把输入端的 15v的电压变为 10v。芯片u19的1脚分别与电容c28以及电阻r21连接，芯片的2脚电阻r21的另一端连接，芯片的3脚电阻r28连接，芯片的4脚分别与电容c28另一端、二极管d1连接，电容c27的正极、db9接头端口的1、2端口、电容c16～c21的正极以及芯片u18的一端连接；
15.所述的芯片u18为稳压芯片，将由芯片u9输出的 10v电压转换变为 5v，芯片的一端分别与芯片u19的4脚、芯片u15的6脚以及芯片u9的4脚连接，其另一端分别与芯片u21的4脚、芯片u16的6脚、芯片u17的2脚连接。
16.所述的芯片u15、16为反相器，将输入的ttl电平信号反相，其幅值为功放管u6所需的供电电压。芯片u15、u16一端分别与芯片u17的2脚、3脚连接，另一端与芯片u18相连接；
17.所述的芯片u17为mos管芯片，mos管的g级连接反相器u15、u16的输出，mos管的s级与供电电压芯片u18连接，mos管的输出端连接功放管u6，从而完成电源调制。
18.所述的芯片u21为电源转换芯片，将 5v电压变为-5v，再将-5v的电压通过电阻r30分压后就可以给功放管u6栅极供电；芯片u21的1脚分别与电容c37以及地连接，芯片的3脚分别与二极管d3、电容c37的另一端以及芯片的2脚连接，芯片的4脚分别与二极管d2以及电感l3连接，芯片的5脚分别与电容c38以及芯片的7脚连接，芯片的8脚的分别与二极管d2的另一端以及电阻r32连接。
19.一种6a型高增益放大器模块的制作方法，包括如下步骤：
20.步骤1：准备腔体、电路板、压条、盖板，并对相应的结构件进行去油、清洁平滑加工处理；
21.步骤2：对高增益放大器电路板的进行加工，先在电路板的焊接点刷上焊锡膏，再将各元器件贴敷焊接点，最后进行烧结处理；
22.步骤3：清洗电路板，去除污层并风干；
23.步骤4：腔体与盖板清洗；
24.步骤5：元器件焊接到电路板上；
25.步骤6：清洗粘有元器件的电路板，去除污层并风干；
26.步骤7：引线的焊接；
27.步骤8：电路板的安装；；
28.步骤9：隔离器、功放芯片、稳压芯片装配在腔体上并焊接。电路板固定在腔体后开始安装末级功率放大器芯片、隔离器、电源转换芯片并进行焊接；
29.步骤10：装配sma接头、db9接头及压条；
30.步骤11：6a型高增益放大器初步调试；
31.步骤12：封盖。
32.所述步骤3包括：将步骤2的中的高增益放大器的电路板放在清洗溶液中，浸泡5分钟后，再在显微镜下观察是否有焊锡膏等焊接残留物，如有则进行反复清洗，最后再用酒精
棉蘸取无水乙醇进行擦拭，等自然风干后，放入防静电盒中。
33.所述步骤4的腔体与盖板清洗包括：将步骤1中加工完成的腔体和盖板，将其放入等离子清洗机当中，清洗半小时后，自然风干，再放入防静电盒中。
34.所述步骤5的具体操作方法如下：
35.步骤5.1：在电路板上点上适量焊膏，将元器件贴装到焊盘位置，把电阻r1～r38，二极管u5、u8、u13、u14、d1、d2、d3，三极管u11、u12、u22、u23，电感l1、l2、l3、l4放置在焊锡膏处；
36.步骤5.2：打开加热平台电源开关进行预热，温度设置为250
±
5℃，将贴敷好元器件的电路板放在加热平台进行烧结，烧结完成后，用尖嘴镊子取下，放置在散热块上,冷却至常温；
37.步骤5.3：用温度计测烙铁头温度达到300℃
±
10℃之后，进行部分元器件的位置焊接和调整。
38.步骤6的具体操作方法如下：将步骤5中成品电路板放入等离子清洗机中，待清洗十分钟后取出，再在显微镜下观察是否有焊锡膏等焊接残留物沾附，最后再用酒精棉蘸取无水乙醇进行擦拭，等自然风干后，放入防静电盒中。
39.所述步骤8的具体操作方法如下：
40.步骤8.1安装前，用气枪吹电路板以及腔体保持干燥且无异物；
41.步骤8.2采用用圆头钢螺钉m2
×
6，并配用m2弹片和垫片共同使用，确保每个螺钉安装结实、牢固，使电路板与地充分接触。
42.所述步骤9的具体操作方法如下：
43.步骤9.1安装功放管u2、u4、u6、隔离器u7、芯片u1、u3、u9、u15、u16、u17、u18、u19、u21并进行焊接；
44.步骤9.2防静电保护台上进行焊接，在此过程中避免直接用手接触器件引脚，用温度计测烙铁头温度达到350℃
±
10℃之后，焊接时要控制焊接时间，每个引脚的焊接时间一般控制在5秒内；
45.步骤9.3将器件紧贴印制板进行卧式安装，用手轻微按压芯片，使得安装牢固、充分；并对器件进行点胶加固，将焊点用胶加固；
46.步骤9.4焊接后，用刷子蘸取无水乙醇对焊接中遗留的的松香助焊剂进行清除并晾干。
47.本发明的优点在于：电路结构简单且增益高，满足6a型高增益的要求，电路结构简单使得制作安装方便、快速，可以做到批量化生产，制作方法简单，具有低成本、周期短、稳定性等特点，为批量化生产提供了有力保障。
附图说明
48.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
49.图1为该6a型高增益放大器的电路原理图；
50.图2为该6a型高增益放大器的实际电路版图；
51.图3为隔离压条，该压条将射频电路与电源电路进行物理隔离，增加功率放大器的稳定性、减少射频电路与电源控制电路的干扰互扰；
52.图4功率放大器装配图
具体实施方式
53.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
54.本发明的6a型高增益放大器模块及其制作方法经过多次试验和制作，并用此制作方法生产的产品经过测试及整机调试，各项性能指标均能满足整机的要求，且制作方法简单，投资小、可靠性高，适合小批量生产。具体方案如下：
55.如图1所示，为本技术的6a型高增益放大器模块电路原理图，其电路结构具体包括：电阻r1～r38，功放管u2、u4、u6，二极管u5、u8、u13、u14、d1、d2、d3，三极管u11、u12、u22、u23，隔离器u7，电位器u10、u20，以及电感l1、l2、l3、l4，芯片u1、u3、u9、u15、u16、u17、u18、u19、u21。
56.所述芯片u1为温补衰减器，为了保证全温段、全频段范围内输出功率平坦度，在输入端加入一温补衰减器，对高低温进行增益平衡。芯片u1的一端与输入端口连接，其另一端与电容c1以及电源连接。同时，电容c1与c2串联，电阻r26与电容c1、c2并联，构成高通滤波器，得到适合的阻抗匹配；
57.所述的功放管u2的一端与电容c2连接，其另一端与电容c3以及电感l1连接，起到对于输入信号进行前级放大的作用；
58.所述芯片u3为温补衰减器，芯片u3的一端与电容c4连接，其另一端与电容c8连接；
59.所述芯片u5为pin二极管，该pin管增益调节的作用是输出功率可调，至少调节改变功率输出减少2db。芯片u5的1脚与电容c8连接，芯片的2脚与电阻r28连接，其3脚与电容c9、电感l4连接,电容c9、电感l4并联构成lc电路；
60.所述的功放管u4的一端与电容c10连接，起到隔离滤波的作用，其另一端与电容c11以及电感l2连接，构成lc电路；
61.所述的功放管u6的一端与电容c11连接，起到隔离保护滤波的作用，同时还与芯片u17的5、6引脚连接，其另一端与电容c12连接同时还与芯片u17的5、6引脚连接；
62.所述的隔离器u7一段与电容c12连接，起到隔离保护滤波的作用，其另一端口与输出连接，该隔离器能够保证该功率放大器具有负载开路不损坏能力。
63.所述的芯片u9为比较器，通过检波二极管输出的电压比较，从而完成电路的故障报警。芯片u9的1脚与r9连接，芯片的2脚与分别与电阻r10、r11连接，芯片的3脚分别与r11的另一端以及电阻r12连接，芯片的4脚分别与电容c14的正极以及电阻r21连接，芯片的5脚分别与电容c15的负极以及地连接，芯片的6脚分别与电容c15的正极以及电阻r12的另一端连接，芯片的7脚与电电位器u10连接，芯片的8脚与电阻r13连接；
64.所述的芯片u19为运放芯片，把输入端的 15v的电压变为 10v。芯片u19的1脚分别与电容c28以及电阻r21连接，芯片的2脚电阻r21的另一端连接，芯片的3脚电阻r28连接，芯片的4脚分别与电容c28另一端、二极管d1连接，电容c27的正极、db9接头端口的1、2端口、电容c16～c21的正极以及芯片u18的一端连接；
65.所述的芯片u18为稳压芯片，将由芯片u9输出的 10v电压转换变为 5v，芯片的一端分别与芯片u19的4脚、芯片u15的6脚以及芯片u9的4脚连接，其另一端分别与芯片u21的4
脚、芯片u16的6脚、芯片u17的2脚连接。
66.所述的芯片u15、16为反相器，将输入的ttl电平信号反相，其幅值为功放管u6所需的供电电压。芯片u15、u16一端分别与芯片u17的2脚、3脚连接，另一端与芯片u18相连接；
67.所述的芯片u17为mos管芯片，mos管的g级连接反相器u15、u16的输出，mos管的s级与供电电压芯片u18连接，mos管的输出端连接功放管u6，从而完成电源调制。
68.所述的芯片u21为电源转换芯片，将 5v电压变为-5v，再将-5v的电压通过电阻r30分压后就可以给功放管u6栅极供电。芯片u21的1脚分别与电容c37以及地连接，芯片的3脚分别与二极管d3、电容c37的另一端以及芯片的2脚连接，芯片的4脚分别与二极管d2以及电感l3连接，芯片的5脚分别与电容c38以及芯片的7脚连接，芯片的8脚的分别与二极管d2的另一端以及电阻r32连接。
69.一种6a型高增益放大器模块的制作方法，包括如下步骤：
70.步骤1：准备腔体、电路板、压条、盖板，并对相应的结构件进行去油、清洁平滑加工处理；
71.步骤2：对高增益放大器电路板的进行加工，先在电路板的焊接点刷上焊锡膏，再将各元器件贴敷焊接点，最后进行烧结处理。
72.步骤3：清洗电路板，去除污层并风干；
73.步骤4：腔体与盖板清洗；
74.步骤5：元器件焊接到电路板上；
75.步骤6：清洗粘有元器件的电路板，去除污层并风干；
76.步骤7：引线的焊接。焊接时要控制焊接时间和焊接温度焊接时间一般控制在5秒内，所有的焊接均在在防静电保护台上进行；
77.步骤8：电路板的安装。采用用圆头钢螺钉m2
×
6，并配用m2弹片和垫片共同使用，确保每个螺钉安装结实、牢固，可以使电路板与地充分接触；；
78.步骤9：隔离器、功放芯片、稳压芯片装配在腔体上并焊接。电路板固定在腔体后开始安装末级功率放大器芯片、隔离器、电源转换芯片并进行焊接。在安装功放芯片时，应安装牢固、充分，有助于芯片热量容易散出，加大功率芯片的散热速度，对提高功率放大器的可靠性和稳定性具有很大的作用；
79.步骤10：装配sma接头、db9接头及压条；
80.步骤11：6a型高增益放大器初步调试。
81.步骤12：封盖；将盖板放在腔体上，用m1.6平头螺丝将其固定。
82.步骤3包括：将步骤2的中的高增益放大器的电路板放在清洗溶液中，浸泡5分钟后，再在显微镜下观察是否有焊锡膏等焊接残留物，如有则进行反复清洗，最后再用酒精棉蘸取无水乙醇进行擦拭，等自然风干后，放入防静电盒中。
83.步骤4的腔体与盖板清洗包括：将步骤1中加工完成的腔体和盖板，将其放入等离子清洗机当中，清洗半小时后，自然风干，再放入防静电盒中。
84.步骤5的具体操作方法如下：
85.步骤5.1：在电路板上点上适量焊膏，将元器件贴装到焊盘位置，把电阻r1～r38，二极管u5、u8、u13、u14、d1、d2、d3，三极管u11、u12、u22、u23，电感l1、l2、l3、l4放置在焊锡膏处；
86.步骤5.2：打开加热平台电源开关进行预热，温度设置为250
±
5℃，将贴敷好元器件的电路板放在加热平台进行烧结，烧结完成后，用尖嘴镊子取下，放置在散热块上,冷却至常温；
87.步骤5.3：用温度计测烙铁头温度达到300℃
±
10℃之后，进行部分元器件的位置焊接和调整。
88.步骤6的具体操作方法如下：将步骤5中成品电路板放入等离子清洗机中，待清洗十分钟后取出，再在显微镜下观察是否有焊锡膏等焊接残留物沾附，最后再用酒精棉蘸取无水乙醇进行擦拭，等自然风干后，放入防静电盒中。
89.步骤8的具体操作方法如下：
90.步骤8.1安装前，用气枪吹电路板以及腔体保持干燥且无异物；
91.步骤8.2采用用圆头钢螺钉m2
×
6，并配用m2弹片和垫片共同使用，确保每个螺钉安装结实、牢固，使电路板与地充分接触。
92.所述步骤9的具体操作方法如下：
93.步骤9.1安装功放管u2、u4、u6、隔离器u7、芯片u1、u3、u9、u15、u16、u17、u18、u19、u21并进行焊接；
94.步骤9.2防静电保护台上进行焊接，在此过程中避免直接用手接触器件引脚，用温度计测烙铁头温度达到350℃
±
10℃之后，焊接时要控制焊接时间，每个引脚的焊接时间一般控制在5秒内；
95.步骤9.3将器件紧贴印制板进行卧式安装，用手轻微按压芯片，使得安装牢固、充分；并对器件进行点胶加固，将焊点用胶加固；
96.步骤9.4焊接后，用刷子蘸取无水乙醇对焊接中遗留的的松香助焊剂进行清除并晾干。
97.步骤10：装配sma接头、db9接头及隔离压条；尤其注意的是sma接头在安装的时候要对准微带线，如微带线较细，用手术刀刮开其周围不布有电路走线的铜皮，使得接触更加充分，最后再利用m2.5圆头螺钉进行固定。
98.步骤11：6a型高增益放大器未加盖板时进行初步调试，调试的具体表现在输出功率为6w以及带内波动小于0.5dbm，其具体的调试方式要用其食指试触整个射频微带线，当有一定的效果变化时，再用0603封装军品电容焊接试触的位置，反复进行调试直至达到技术指标要求即可。军品电容的大小根据实际的应用效果，但其容值不超过10pf。
99.步骤12：封盖；将盖板放在腔体上面，并用螺丝将其固定。
100.至此，一种6a型高增益放大器模块的制作完成。
101.显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。