高頻電子線路第一章第四節(jié)自學(xué)

1、高頻電子線路第一章第四節(jié)自學(xué)第1頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五1.4 寬帶阻抗變換網(wǎng)絡(luò)（自學(xué)）1.4.1 引言一、普通變壓器及其特性1、普通變壓器及其等效電路普通變壓器的結(jié)構(gòu)及頻率特性如圖所示。圖1.4.1 普通變壓器結(jié)構(gòu)圖第2頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五普通變壓器的電路符號(hào)及其等效電路分別如圖所示。圖1.4.2 電路符號(hào)及其等效電路（a）電路符號(hào) （b）等效電路 初級(jí)線圈電感量初級(jí)線圈引線電感初級(jí)線圈損耗電阻次級(jí)線圈折合到初級(jí)后的等效損耗次級(jí)線圈折合到初級(jí)后的引線電感分布電容2、普通變壓器的工作原理在低頻端，由于分布參數(shù)可以忽略，其等效電

2、路如圖1.4.3(a)所示。第3頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五由于，當(dāng)下降時(shí)，下降，則L的旁路作用兩端得到的信號(hào)幅度下降。影響增大，使圖1.4.3 普通變壓器的等效電路（a）低頻端的等效電路第4頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五在高頻端：因?yàn)榇螅梢砸暈殚_路。其等效電路如圖1.4.3(b)所示。增加時(shí)，分布電容，分布電感及漏電組成一串聯(lián)上壓降下降，且與感的作用使諧振回路。在諧振頻率處輸出最大。由圖知，頻率圖1.4.3 普通變壓器的等效電路（b）高頻端的等效電路第5頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五由以上分析得到的頻率響應(yīng)曲線

3、如圖（b）所示。 普通變壓器的波段覆蓋系數(shù) 可達(dá) 由于分布參數(shù)影響，頻帶受限但是由于分布參數(shù)影響，頻帶受限。 圖1.4.1 普通變壓器的頻率特性第6頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五1.4.2 傳輸線變壓器一、傳輸線變壓器的結(jié)構(gòu)1、傳輸線(TrammsSion-Line) 所謂傳輸線(TrammsSion-Line)是指連接信號(hào)源和負(fù)載的兩根導(dǎo)線，如圖1.4.4(a)所示。 在低頻工作時(shí)，因信號(hào)波長遠(yuǎn)大于導(dǎo)線長度，傳輸線就是兩根普通的連接線，因此它的下限頻率為零。 在高頻工作時(shí)、因信號(hào)波長與導(dǎo)線長度可以比擬，兩導(dǎo)線上的固有分布電感和線間分布電容的影響就不能忽略，如圖1.4

4、.4(b)所示。第7頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五圖 1.4.4 傳輸線 這時(shí)在輸入信號(hào)源的作用下，沿傳輸線始端13到終端24的不同位置上，通過導(dǎo)線的電流和線間的電壓無論在幅度和相位上都是不同的。 第8頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五只有在傳輸線是無耗、且它的端阻抗是匹配的，即 的情況下，可以證明，它的上限頻率 就越高。與其長度有關(guān)，越小，上限頻率若設(shè)上限頻率 所對應(yīng)的波長為min取為min的十分之一到八分之一，即 且則可近似認(rèn)為，在上限頻率范圍內(nèi)，線上電壓和電流幅值處處相等（無駐波），即第9頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星

5、期五2、傳輸線變壓器結(jié)構(gòu)圖1.4.5 11傳輸線變壓器(a) 結(jié)構(gòu)圖 (b) 傳輸線電路 (c) 等效為1:1的倒相變壓器電路 第10頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五3、傳輸線變壓器的工作原理傳輸線變壓器的兩種工作方式： 低頻端：分布電容影響小，變壓器工作模式起主要作用； 高頻端：傳輸線模式起主要作用；初次級(jí)線圈之間能量的傳播靠線圈之間的分布電容的耦合作用，上限頻率 上千M波段覆蓋 第11頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五 當(dāng)信號(hào)由1.3端加入時(shí)，利用 與 的能量交換信息傳輸。 顯然，線間分布電容，電感不再影響高頻能量的傳播，而是電磁波賴以傳播的主

6、要因素。注意：A、匹配：外接負(fù)載 等于傳輸線特性阻抗 ， 與結(jié)構(gòu)，尺寸和介質(zhì)有關(guān)。 B、傳輸線無耗且終端匹配匹配時(shí)，沿傳輸線上任一位置上的電壓，電流幅度處處相等，且 第12頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五 雙線并繞，所以任意長度的線間電容（ ）很大，且分布均勻。 雙線繞在高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁芯上，所以線上每段的電感量 都很大，而且均勻分布。 C、理想和終端匹配的傳輸線，具有無限寬的工作頻帶。D、終端做到嚴(yán)格匹配很困難，一般認(rèn)為： （ 對應(yīng)于 的波長，傳輸線長） 4、電路特點(diǎn)第13頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五三、傳輸線變壓器的應(yīng)用舉例1、高頻反相

7、器圖1.4.6 1：1高頻反相器 ， 理想、無耗的情況下： 又（2.3）端或（1.4）端同時(shí)接地，所以實(shí)現(xiàn)了倒相器功能。同時(shí)故 稱之為1：1倒相器 阻抗匹配條件 第14頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五 圖1.4.7平衡與不平衡變換器（a）平衡不平衡 （b）不平衡與平衡2、1：1傳輸線實(shí)現(xiàn)平衡和不平衡的相互轉(zhuǎn)換 第15頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五3、 1：4（4：1）阻抗變換所以 而 所以 故 同時(shí) 圖1.4.8 1:4阻抗變換器結(jié)論：當(dāng) 時(shí)，（終端匹配條件），傳輸線變壓器實(shí)現(xiàn)1：4的阻抗變換。 第16頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五（b）4:1阻抗變換器所以 又 所以 故 （ ） 同時(shí) 第17頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)18分，星期五結(jié)論： 阻抗匹配條件 匹配時(shí)完成 不