電源系統(tǒng)是電臺的能量源泉，好的電源系統(tǒng)是無線電通信的基礎(chǔ)和保障。小型無線電臺通常都需要使用低壓直流電，從相對電壓較高的交流市電轉(zhuǎn)換成低壓直流電就是穩(wěn)壓電源的工作。穩(wěn)壓電源的電路形式過去主要是變壓器＋穩(wěn)壓電路的線性穩(wěn)壓電源，隨著科技的發(fā)展工作于開關(guān)狀態(tài)的新型開關(guān)電源嶄露頭角。開關(guān)電源經(jīng)過幾十年的發(fā)展目前正有取代線性電源的趨勢，很多電器設(shè)備上的電源部分都悄然為開關(guān)電源所取代。在通信行業(yè)也是如此，很多廠家為通信電臺所配套的電源都基本轉(zhuǎn)向開關(guān)電源，這些應(yīng)用包括超短波電臺和短波電臺以及衛(wèi)星通信設(shè)備。此外開關(guān)電源還廣泛使用于比通信電臺供電要求高得多的精密射頻儀器中。在業(yè)余電臺中開關(guān)電源是否能替代傳統(tǒng)線性電源用于無線電通信設(shè)備尤其是短波電臺一直是有爭議的，接下來我們就來對比一下線性電源和開關(guān)電源各自的優(yōu)缺點，同時也全面了解一下這兩類電源的特性。

線性電源
線性穩(wěn)壓電源（低壓）的基本原理是市電經(jīng)過一個工頻變壓器降壓成低壓交流電然后通過整流和濾波形成直流電，最后通過穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的低壓直流電。電路中調(diào)整元件工作在線性狀態(tài)。
線性電源的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)相對簡單、輸出紋波小、高頻干擾小。結(jié)構(gòu)簡單給我們帶來的最大好處是維修方便，維修一臺線性電源的難度往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于開關(guān)電源，線性電源的維修成功率也大大高于開關(guān)電源。紋波是疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量。輸出紋波越小也就是說輸出直流電純凈度越高，這也正是直流電源品質(zhì)的重要標(biāo)志。過高紋波的直流電將影響收發(fā)信機(jī)的正常工作。目前高檔線性電源紋波可以達(dá)到0.5mV的水平，一般產(chǎn)品可以做到5mV水平。線性電源沒有工作在高頻狀態(tài)下的器件所以如果輸入濾波做得好的話幾乎沒有高頻干擾/高頻噪聲。
線性電源的缺點是體積大重量重、轉(zhuǎn)換效率低、輸入電壓窄、需要較大的濾波電容。由于降壓需要使用到變壓器，變壓器占整個電源重量的相當(dāng)比重。雖然更先進(jìn)的變壓器可以提高一定的效率和減輕重量但這都不足以與同功率容量的開關(guān)電源相比。而且一些新型的變壓器價格也略高一些很多廠家的線性穩(wěn)壓電源產(chǎn)品依然大量使用傳統(tǒng)形式的變壓器。由于變壓器的轉(zhuǎn)換效率以及調(diào)整管上壓降消耗? ? ? ? 的功率決定了整個線性電源效率不高。雖然近年也有高效線性穩(wěn)壓設(shè)計出現(xiàn)但出于多種原因很少應(yīng)用在電臺供電電源中。由于變壓器的變壓比是恒定的，考慮到穩(wěn)壓電路的功耗所以很難做到像開關(guān)電源那樣自動寬電壓自動適應(yīng)。線性電源工作頻率低，濾波需要使用的電容容量比較大，尤其是大電流輸出的電源，這也直接關(guān)系到產(chǎn)品的體積。此外調(diào)整管的高功耗也需要配置足夠面積的散熱片，大型的散熱片重量也不輕。

線性電源經(jīng)過很多年的發(fā)展核心線路早就非常成熟，近年來也沒有進(jìn)一步大發(fā)展。產(chǎn)品的品質(zhì)基本由設(shè)計目標(biāo)和產(chǎn)品用料決定。很多業(yè)余電子愛好者都能輕易DIY出性能指標(biāo)相當(dāng)不錯的線性電源。
開關(guān)電源
開關(guān)電源基本原理基于脈寬調(diào)制通過控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。電路中調(diào)整元件工作在開關(guān)狀態(tài)，實際電路中應(yīng)用到逆變電路，典型的開關(guān)電源電路中里電流是“交－直－交（或脈沖）－直”的形式。
開關(guān)電源的優(yōu)點是體積小、重量輕、功耗小、轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)壓范圍寬、濾波效率高、安全可靠、電路形式靈活。由于開關(guān)電源不需要笨重的工頻變壓器（開關(guān)電源中所用的高頻變壓器體積和重量相對小得多），同時開關(guān)電源開關(guān)管功耗要比同等級別的線性電源調(diào)整管小得多，所需散熱片面積也大大縮減，加上高頻電流濾波對電容容量的需求大大降低不再需要使用大體積的高容量電容器，這都使得開關(guān)電源較同功率檔次的線性電源具有小得多的體積和重量，尤其在高功率產(chǎn)品中這種差異更為明顯。在小功率電源中開關(guān)電源的成本會比線性電源高，但在大功率電源中開關(guān)電源的成本反而會比線性電源低。當(dāng)市電變化較大時開關(guān)電源的控制電路可以通過調(diào)寬或調(diào)頻來進(jìn)行補(bǔ)償保持輸出穩(wěn)定，比較容易實現(xiàn)寬電壓適應(yīng)，這也就是我們不難看到不少開關(guān)電源產(chǎn)品都可以實現(xiàn)寬電壓輸入支持。從電子線路上看開關(guān)電源較線性電源復(fù)雜得多，但通常開關(guān)電源的保護(hù)措施也比較多。當(dāng)開關(guān)電源發(fā)生故障時一般都會切斷輸出最大限度確保用電器安全。相對而言線性電源當(dāng)調(diào)整管發(fā)生故障被擊穿使電源直接輸出高電壓導(dǎo)致“一燒，燒一串”的幾率大得多。

開關(guān)電源的缺點是開關(guān)電源存在不可避免干擾，包括尖峰干擾和諧波干擾，這也是開關(guān)電源最大的軟肋。這些干擾達(dá)到一定程度就可能影響用電設(shè)備（如干擾數(shù)字或邏輯控制部件）和附近工作的設(shè)備?？刂坪鸵种朴泻Ω蓴_和紋波是開關(guān)電源的設(shè)計的重點。目前比較好的開關(guān)電源紋波可以做到20～30mV水平。
開關(guān)電源近年來一直有較大的發(fā)展，包括高頻化、軟開關(guān)技術(shù)、諧振直流環(huán)、屏蔽技術(shù)等，很多廠家都不斷推出高性能高集成度的控制IC，使得開關(guān)電源的線路在不斷簡化的同時具有更可靠高效的性能。開關(guān)電源開關(guān)頻率也不斷提升，從早期的10~50KHz，發(fā)展到現(xiàn)在主流的100~500KHz，目前一些先進(jìn)的產(chǎn)品已經(jīng)開始使用1MHz。提高開關(guān)電源的工作頻率帶來的好處是可以使用更小體積的變壓器和更小容量的電容進(jìn)一步控制產(chǎn)品體積，同時提高工作頻率也能提高效率（盡管實踐證明不是工作頻率越高效率就一定越高）。隨著工作頻率的升高對開關(guān)電源的主要部件高頻變壓器、鐵氧體磁芯、電容、開關(guān)管都提出了更高的要求。同時在開關(guān)電源的控制EMI達(dá)到EMC標(biāo)準(zhǔn)方面也有很大的發(fā)展，通過科學(xué)的設(shè)計使用電容、電感、濾波器、低壓差穩(wěn)壓電路、屏蔽技術(shù)、接地、PCB布線設(shè)計、元器件搭配多管齊下，有效的抑制各種開關(guān)電源線路的寄生干擾。目前開關(guān)電源已近基本可以取代線性電源應(yīng)用于各種場合，包括電臺通信設(shè)備中。不少新出品的小型專業(yè)電臺都使用輕巧高效的開關(guān)電源。在業(yè)余電臺領(lǐng)域中很多中高檔的短波電臺都使用開關(guān)電源包括內(nèi)置電源，如200W YAESU FT-2000D電臺原配的電源就是開關(guān)電源，F(xiàn)T-897D的選件FP-30內(nèi)置一體化電源也是開關(guān)電源，ICOM推薦電臺搭配的PS125/PS126獨立電源都是開關(guān)電源，其實更多內(nèi)置電源的短波機(jī)所用的也是開關(guān)電源，包括一些老產(chǎn)品?？磥矶滩娕_配用開關(guān)電源由來已久。

開關(guān)電源線路技術(shù)含量高，產(chǎn)品性能取決于設(shè)計應(yīng)用目標(biāo)、科學(xué)設(shè)計、元器件選用等多項專業(yè)技術(shù)。由于高性能開關(guān)電源制作比較復(fù)雜牽涉元器件也比較多，一般業(yè)余電子愛好者DIY難度較高。開關(guān)電源的技術(shù)迅速發(fā)展，所以如果你買部10年前產(chǎn)的線性電源其結(jié)構(gòu)與性能與現(xiàn)在的產(chǎn)品可能差不多，但10年前的開關(guān)電源與現(xiàn)在主流技術(shù)產(chǎn)品絕對有差距。

認(rèn)識開關(guān)電源干擾
開關(guān)電源的“小體積、大電流、高效率”是公認(rèn)的，能否用于通信電臺是很多HAM所關(guān)心的。實踐證明大部分開關(guān)電源都能很好的應(yīng)用在U/V段業(yè)余電臺上，有人花一二十元從二手市場買個淘汰的電腦開關(guān)電源利用其12V輸出就能為144/430MHz車載電臺工作。但有不少開關(guān)電源用于短波電臺則容易出現(xiàn)噪聲電平提高影響信號接收的問題，所以很多人就認(rèn)為開關(guān)電源不適合用于短波通信設(shè)備，其實不盡然。
我們首先認(rèn)識一下開關(guān)電源產(chǎn)生干擾的根源和傳播方式以及對應(yīng)措施。開關(guān)電源工作于開關(guān)狀態(tài)，內(nèi)部一些線路中電壓電流變化率很高，整流二極管、開關(guān)管、高頻變壓器繞組漏感以及線路板走線元件位置設(shè)計不當(dāng)都會產(chǎn)生和引起干擾。如高頻整流回路中的二極管的反向恢復(fù)時間引起的干擾和功率開關(guān)管工作時產(chǎn)生的諧波干擾是無法避免的。產(chǎn)生的干擾主要包括開關(guān)紋波、高頻噪聲、雜波輻射。插圖中波浪形幅度較小的圖形是開關(guān)電源的紋波干擾，插圖中垂直直線幅度較大的圖形是開關(guān)電源的噪聲。 這些干擾傳遞方式有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。為了有效抑制干擾通常通過抑制干擾源、切斷干擾傳播途徑。在干擾產(chǎn)生的二極管、開關(guān)管、高頻變壓器上采用補(bǔ)償措施和改進(jìn)線路，采用低DF、ESR?、ESL的電容、抑制干擾源。采用屏蔽、接地、濾波措施阻斷傳播途徑。

標(biāo)志開關(guān)電源輸出的直流電純凈度的主要指標(biāo)是紋波。我們用示波器看開關(guān)電源輸出直流電的交流分量波形，我們可以看到有頻率較低的紋波（與開關(guān)電源工作頻率相同以及高次諧波）還有幅度和頻率都比較高的高頻噪音。開關(guān)電源的紋波噪聲指標(biāo)一般有兩個，一個用RMS(均方根值)來表示紋波（一般取5Hz-1MHz之間），一個用Vpp（峰－峰值）來表示噪聲（一般取20MHz帶寬）。
開關(guān)電源的特性與其設(shè)計目標(biāo)和實現(xiàn)線路有關(guān)，對于不同應(yīng)用的需要其紋波水平有不同的要求。要做到低紋波低噪聲輸出從技術(shù)上可以做到，但需要采用增加濾波等一系列措施，并不是用大點容量的電容那么簡單，這在成本上必然有所增加。對于通信電臺用的電源就有很高的輸出指標(biāo)要求，如果我們拆開這類專用電源我們最容易發(fā)現(xiàn)他們在濾波方面做得比較考究，仔細(xì)研究他們在線路設(shè)計和布線上都有講究。如果我們用示波器測試可以看到其輸出紋波和高頻噪聲控制在比較小的范圍。實踐中通過儀器我們可以看到有些工業(yè)開關(guān)電源除了紋波大雜散電平干擾也很嚴(yán)重，干擾點頻譜分布很廣，好的開關(guān)電源不但紋波和高頻噪音小而且干擾頻點也很有規(guī)律的出現(xiàn)在固定頻點上，開關(guān)電源工作頻率的諧波衰減很快，進(jìn)入短波頻段其幅度就很小很小了，整個短波頻譜比較干凈。由此可見專門設(shè)計的通信開關(guān)電源完全可以用于短波電臺。

市場上一些二手開關(guān)電源都打著通信開關(guān)電源的旗號出售，二手商看到HAM市場的需求，只要得知某產(chǎn)品對短波電臺工作干擾不明顯，電壓在13.8v附近（一般是原廠設(shè)計電壓為12V或15V）電流大的都打上通信開關(guān)電源的招牌銷售。市場上不少原本為12V 和5V輸出的開關(guān)電源原來都屬于普通工業(yè)用開關(guān)電源和電腦系統(tǒng)的供電電源，對干擾抑制的要求沒有通信電源那么高，如果你買到這類電源對于短波通信設(shè)備沒有實際干擾實屬運氣，同時也不排除它的干擾范圍正好落在業(yè)余通信頻段之外。如果這類電源一定要和“通信”拉上關(guān)系的話，那么這些電源可能是通信大系統(tǒng)中電腦控制單元的供電部分，其實質(zhì)還只是一臺電腦開關(guān)電源。一般真正用于無線電通信設(shè)備上的電源只有一組輸出不會有正負(fù)5V和12V多組輸出，輸出電壓也多為13.8V、24V、48V之類單電壓輸出，真正的通信電源13.8V額定電壓也不是用戶或商家自己由12V調(diào)上去改上去的。如果你手里有示波器看一下開關(guān)電源在負(fù)載下的紋波和高頻噪聲也能對其品質(zhì)判斷一二，對于全新的產(chǎn)品可以關(guān)注一下其說明書中的指標(biāo)（前提是指標(biāo)屬實）。
其實即便是真正的通信開關(guān)電源也有不同的應(yīng)用分類，其特性與指標(biāo)也是不同的。設(shè)計用于高頻率波段VHF/UHF的開關(guān)電源往往不一定苛求在短波段也有優(yōu)秀的表現(xiàn)，只要在預(yù)計使用的工作頻段沒有明顯干擾并符合EMC標(biāo)準(zhǔn)就行。所以一些用于U/V波段中繼臺和移動電話系統(tǒng)的通信開關(guān)電源也不一定保證在短波段有絕佳表現(xiàn)。專用于短波設(shè)備的開關(guān)電源從工作頻率的選取、線路的設(shè)計、元器件的選用都有專門的考慮。 盡管如此很多適用短波電臺的開關(guān)電源我們依然可以找出一些固定頻率干擾點，不過這些干擾點不是常用的通信頻率。有些業(yè)余電臺上用的開關(guān)電源另辟蹊徑采用手工工作頻率偏移的方式（也稱為Noise shift）使得紋波干擾頻率與電臺接收機(jī)工作頻率可以岔開。

對于利用市電的穩(wěn)壓電源來說干擾是必然存在的，只是大小不同而已。即便是價值上萬元高端實驗室線性電源也存在紋波，要想得到真正純凈的直流電只有使用電池了。對于通信電臺來說輸入的直流電也不是一點紋波都不能耐受，電臺本身的電源部分通常設(shè)計有濾波線路，內(nèi)部一些單元也設(shè)計有屏蔽抗干擾措施。至于濾波線路和抗干擾的性能就“因臺而異”了，這也就是實踐中同一臺電源用在某些型號電臺上工作正常而用在某些型號電臺上出現(xiàn)干擾的主要原因。為電臺供電的電源只要紋波水平在電臺可承受水平內(nèi)即可沒有必要過分追求超低紋波水平。此外實驗室級的高端穩(wěn)壓電源因為應(yīng)用范圍比較廣,所以要求會比電臺電源在功能和輸出電流純凈度等方面都高。
實際應(yīng)用中很多HAM使用非通信開關(guān)電源也能很好的為短波電臺供電，包括一些筆記本電腦電源、工業(yè)模塊電源、電腦電源、硬盤陣列電源等。這就要綜合看不同電源本身的品質(zhì)和干擾頻點的分布以及用戶使用短波電臺的自身抗干擾能力。判斷一個開關(guān)電源是否適用于短波電臺對于手頭有儀器的朋友可以通過示波器、數(shù)字交流電壓表、測量接收機(jī)、頻譜儀配合電子負(fù)載在屏蔽室以規(guī)范的操作流程對開關(guān)電源的一些指標(biāo)進(jìn)行測量。如果你手頭沒有這么多專業(yè)儀器那么也可以用土辦法來驗證。將開關(guān)電源接上你的短波電臺在工作頻段上做接收測試與使用線性電源甚至電池供電的情況作對比，看接收效果和本底噪音是否明顯升高。HAM常用的抗干擾簡易附加措施是在低壓電源線上增加磁環(huán)或濾波器抑制傳導(dǎo)干擾，將開關(guān)電源遠(yuǎn)離電臺和天線放置減小輻射干擾。HAM為短波機(jī)選擇開關(guān)電源除了關(guān)注電源干擾情況是否影響電臺工作外電源的高功率負(fù)載輸出電壓下跌情況、電源的安全性穩(wěn)定性、電源自身的抗外接干擾能力都是需要注意的地方。我們曾經(jīng)碰到過某開關(guān)電源在電臺發(fā)射時經(jīng)常自動斷電保護(hù)，而此時電源實際供電電流遠(yuǎn)不到電源設(shè)計指標(biāo)，后來發(fā)現(xiàn)是電臺的發(fā)射電波對其構(gòu)成了干擾，在直流輸出電源線上增加了濾波措施后問題得以解決。
總體來說新型的開關(guān)電源是科技發(fā)展的方向，隨著科技的發(fā)展開關(guān)電源的性能將越來越優(yōu)秀。開關(guān)電源的高效節(jié)能、安全穩(wěn)定、體積小巧都是我們所樂于見到的，開關(guān)電源取代傳統(tǒng)線性電源是潮流和趨勢。