傳輸線變壓器設計

1、傳輸線變壓器設計傳輸線變壓器設計設計要求設計要求傳輸線變壓器和其他元器件一樣其設計的依據是用戶提出的技術要求然而如果用戶對傳輸線變壓器缺乏一定的了解那么要提出合理的技術要求是困難的.為此在介紹設計方法之前有必要先對變壓器的技術要求作一些說明.在一般情況下電子變壓器的技術要求應包含這樣一些內容:輸入和輸出阻抗的大小饋電方式與訊號有關的內容(例如頻率范圍功率容量脈沖波還是連續(xù)波)負載的特點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、.現分述如下:輸入和輸出阻抗在變壓器的技術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.因為對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即與輸入阻抗和輸出阻抗的大小有關.對于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.例如有兩個變壓器在其它的條件相同的情況下一個變壓器的阻抗比為12.5歐姆50歐姆另一個變壓器的阻抗比為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計變壓

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間耦合的變壓器必須知道前級的輸出阻抗和后一級的輸入阻抗短波通訊中的發(fā)射機與天線之間的匹配變壓器就應當知道發(fā)射機的輸出阻抗和天線(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為它也是使兩個不同的網絡間匹配的一種手段.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.對于一定的阻抗變換當所要求的極性變換形式不同時剛變

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要求中除說明輸入端和輸出端的阻抗以外還應指明輸入和輸出端的極性(即饋電方式).負載的特點其中Z和Z為在網絡某處分別向電源和負載端看的輸入阻抗若用電壓駐波系數ρ表示則反射損耗反射損耗、電壓駐波系數和電壓反射系數都是表征失配程度的參數，因為這些參數相互

6、間都有一定的關系，故在一般技術要求中只給出其中一個就可以了。在一般的設計手冊中給出的電壓駐波系數、電壓反射系數和傳輸損耗的列線圖，傳輸損耗僅指由于反射引起的損耗，不包括因傳輸網絡內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指標時應注意其合理性。相移是指信號通過變壓器網絡后相位的變化。射初始信號相位為零，則通過變壓器網絡后相移角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，即傳輸損耗（或插入損耗），反射損耗（或電壓反射系數、或電壓駐波系數），相移以及平衡度，在變壓器的使用過程中，有的對這四個參數都有所要求，有的只對其中的幾個有要求。如果不是必要，不必對所以的參數都提要求，否則有可能會使主要指標的水平降低。變換電路的選擇變換電路的選擇設計傳輸線變壓器，首先要根據設計要求選擇變換電路。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?，F就各種電路的特點分別加以說明。表1基本變換電路匯集實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電感（磁化電感）不等于無窮大所引起的損耗。所謂變換電路本身的傳輸損耗是指沒有電損耗和磁損耗時，由變壓器電路的頻率特性所造成的損耗。實際應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電感損耗都必須較小，這種情況下實際變壓器的傳輸系數和傳輸損耗可分別表示為：T=T1T2