傳輸線變壓器設(shè)計(jì)

1、傳輸線變壓器設(shè)計(jì)傳輸線變壓器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求傳輸線變壓器和其他元器件一樣其設(shè)計(jì)的依據(jù)是用戶提出的技術(shù)要求然而如果用戶對(duì)傳輸線變壓器缺乏一定的了解那么要提出合理的技術(shù)要求是困難的.為此在介紹設(shè)計(jì)方法之前有必要先對(duì)變壓器的技術(shù)要求作一些說(shuō)明.在一般情況下電子變壓器的技術(shù)要求應(yīng)包含這樣一些內(nèi)容:輸入和輸出阻抗的大小饋電方式與訊號(hào)有關(guān)的內(nèi)容(例如頻率范圍功率容量脈沖波還是連續(xù)波)負(fù)載的特點(diǎn)允許的波形或幅度和相位的變化程度以及允許的失配程度等

2、.現(xiàn)分述如下:輸入和輸出阻抗在變壓器的技術(shù)要求中如果僅僅提阻抗比的要求是不夠的必須具體指明輸入阻抗和輸出阻抗的大小.因?yàn)閷?duì)于一定的阻抗比例如1:4可以是50歐姆與200歐姆之比等等.而在傳輸線變壓器中所用傳輸線最佳特性阻抗與具體的阻抗變換有關(guān)即與輸入阻抗和輸出阻抗的大小有關(guān).對(duì)于50歐姆的1:4雙線傳輸線變壓器傳輸線最佳特性阻抗為100歐姆的1:4雙線傳輸線變壓器傳輸線最佳的特性阻抗為100歐姆.而對(duì)于75歐姆與300歐姆的變換傳輸線最

3、佳阻抗為150歐姆.另外為了確定變壓器磁化電感的大小還必須知道輸入阻抗或輸出阻抗國(guó)在磁化電感的大小是與輸入阻抗或輸阻抗成正比的.例如有兩個(gè)變壓器在其它的條件相同的情況下一個(gè)變壓器的阻抗比為12.5歐姆50歐姆另一個(gè)變壓器的阻抗比為125歐姆500歐姆雖然都是1:4的阻抗變壓器然而它們所要求的磁化電感卻有很大的差別后都是前都的10倍.一個(gè)變變壓器性能的好壞在很大程度上取決于所要求的磁化電感的大小傳輸線特性阻抗與最佳特性阻抗之比因此設(shè)計(jì)變壓

4、器的大小首先要明確阻抗變換是從多少歐姆變到多少歐姆例如在晶體管電路中用于級(jí)間耦合的變壓器必須知道前級(jí)的輸出阻抗和后一級(jí)的輸入阻抗短波通訊中的發(fā)射機(jī)與天線之間的匹配變壓器就應(yīng)當(dāng)知道發(fā)射機(jī)的輸出阻抗和天線(或饋線)的輸入阻抗.極性變換極性變換本身可看作是廣義的阻抗變換因?yàn)樗彩鞘箖蓚€(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)間匹配的一種手段.變壓器極性變換一般有四種:全相變換不平衡不平衡變換不平衡平衡變換以及平衡平衡變換.對(duì)于一定的阻抗變換當(dāng)所要求的極性變換形式不同時(shí)剛變

5、換電路和傳輸線的最佳特性阻抗就不完全相同.例如1:4不平衡不平衡變換一般采用雙線傳輸線變換電路而1:4不平衡平衡變換一般采用成對(duì)雙線傳輸線變換電路或三線傳輸線1:4變換電路.因此在變壓器的技術(shù)要求中除說(shuō)明輸入端和輸出端的阻抗以外還應(yīng)指明輸入和輸出端的極性(即饋電方式).負(fù)載的特點(diǎn)其中Z和Z為在網(wǎng)絡(luò)某處分別向電源和負(fù)載端看的輸入阻抗若用電壓駐波系數(shù)ρ表示則反射損耗反射損耗、電壓駐波系數(shù)和電壓反射系數(shù)都是表征失配程度的參數(shù)，因?yàn)檫@些參數(shù)相互

6、間都有一定的關(guān)系，故在一般技術(shù)要求中只給出其中一個(gè)就可以了。在一般的設(shè)計(jì)手冊(cè)中給出的電壓駐波系數(shù)、電壓反射系數(shù)和傳輸損耗的列線圖，傳輸損耗僅指由于反射引起的損耗，不包括因傳輸網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在的有功損耗元件所引起的損耗。所以用戶在給出傳輸線變壓器的技術(shù)指標(biāo)時(shí)應(yīng)注意其合理性。相移是指信號(hào)通過(guò)變壓器網(wǎng)絡(luò)后相位的變化。射初始信號(hào)相位為零，則通過(guò)變壓器網(wǎng)絡(luò)后相移角φ由下式確定：在不平衡平衡變換中還有相位平衡度和幅度平衡度的要求。幅度平衡度相位平衡度一般

7、不用分貝表示，而直接用平衡端相移角差表示。以上所討論的變壓器的四種主要參數(shù)，即傳輸損耗（或插入損耗），反射損耗（或電壓反射系數(shù)、或電壓駐波系數(shù)），相移以及平衡度，在變壓器的使用過(guò)程中，有的對(duì)這四個(gè)參數(shù)都有所要求，有的只對(duì)其中的幾個(gè)有要求。如果不是必要，不必對(duì)所以的參數(shù)都提要求，否則有可能會(huì)使主要指標(biāo)的水平降低。變換電路的選擇變換電路的選擇設(shè)計(jì)傳輸線變壓器，首先要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇變換電路。表31是十幾種可供使用的變換電路匯集。每一種變換電

8、路都有各自的特點(diǎn)。現(xiàn)就各種電路的特點(diǎn)分別加以說(shuō)明。表1基本變換電路匯集實(shí)際傳輸線變壓器的傳輸損耗主要由兩部分組成，變換電路本身的傳輸損耗和由于并聯(lián)電感（磁化電感）不等于無(wú)窮大所引起的損耗。所謂變換電路本身的傳輸損耗是指沒(méi)有電損耗和磁損耗時(shí)，由變壓器電路的頻率特性所造成的損耗。實(shí)際應(yīng)用中的傳輸線變壓器，要求傳輸損耗比較小，也即變換電路本身的傳輸損耗和并聯(lián)電感損耗都必須較小，這種情況下實(shí)際變壓器的傳輸系數(shù)和傳輸損耗可分別表示為：T=T1T2