传输线阻抗变换器又称为传输线变压器，它以传输线绕制在磁芯上而得名。这种阻抗变换器兼备了集总参数变压器和传输线的优点，因而可以做得体积小、功率容量大、工作频带相当宽(f max：f min>10)。它除具有阻抗变换作用外，采用适当的连接方式还可以完成平衡一平衡、不平衡一不平衡、平衡一不平衡、不平衡一平衡的转换，在长、中、短波及超短波波段获得了广泛的应用。
基本类型的传输线变压器阻抗变换比为1：N2或N2：1，N为整数。通常是用一对双线传输线或扭纹的三线传输线绕在一个磁芯上，或是用两对传输线分别绕在两个磁芯上，经过适当的连接得到不同阻抗变换比的平衡或不平衡输出的阻抗变换器，其工作原理基本相同，本节只对典型的传输线变压器进行分析。
一、1：1不平衡一平衡传输线变压器
图6—22为1：1不平衡一平衡传输线变压器的结构示意图，它是将一对传输线绕制在一个适当型号的磁芯上而构成。为改善低频端特性，有时又增加一个平衡绕组，如图中的“5—6”绕组。图6—23为其原理图。
设传输线特性阻抗为Z C，其输出端接负载阻抗R L，输入端接信号源(E为电动势，R g 为内阻)。V l、I1和V2、I2分别表示输入和输出端复数电压、电流。令负载开路时的初级阻抗以Z p(ω)表示，此时，绕组AO’中的电流为
称为激磁电流或磁化电流。
在有载的情况下，由于“1—2”和“3—4”是一对紧耦合的平衡传输线，因此，“3—4”线将通过与“1—2”线的耦合从电源获取电流。若耦合电流为I C，则由传输线方程可得
其中，l为传输线长度，β为相位常数。因为电源输出电流I1，是激磁电流I P，与耦合电流I C之和，故有I C＝I1－I P。
由以上关系式，可以求出V l、I1和V2、I2的方程式为
其中
上式表明，一个1：1不平衡一平衡传输线变压器的传输矩阵[A]，是由3个子矩阵组成的：第一个是1：1理想变压器的传输矩阵，第二个是阻抗为Z P的四端网络的传输矩阵，第三个是特性阻抗为Z C、长度为l的传输线的传输矩阵。与[A]矩阵对应的等效电路示于图6—23(b)中。由图可见，1：1理想变压器是无耗的，且与频率无关，对阻抗变换是无作用的。Z P是负载开路时初级两端所呈现的阻抗，磁芯的作用主要表现在它对并联阻抗Z P或磁化电感L P 的影响上，对工作频带及传输效率都有一定影响。为突出研究传输线的工作原理，暂不考虑Z P-的影响．即假定I P＝0，则(6—4—2)式可改写为
端接条件为
解上述方程式，得
因假设传输线无耗，则电源输出功率为
为使电源输出功率最大．选择传输线特性阻抗Z C，以使(6—1—8)式分母中sin2βl的系数愈
小愈好。令由出M取极小值的条件为
并以Z0表示之，即
Z0称为最佳特性阻抗。取R g＝R l，Z C＝Z0，则电源最大输出功率为
相应的初级输入阻抗为
以上说明，当满足最佳传输条件
时，P0＝P max，此时无幅频限制。
需要进一步说明的是：这种传输线变压器的传输机理，主要是利用传输线的分布电感、分布电容来传递电磁能量的。确定传输线最佳特性阻抗Z0值，以使分布电感、分布电容得到最佳利用，从根本上克服了集总参数变压器因分布电容和漏感的影响而使工作频带高频端受限的痼疾，从而使传输线变压器得到了宽频带的应用。但在低频端时，若βl<<1，显然不再满足传输线的条件，而且实测也表明低频端电特性恶化。为了改善低频端特性，通常采用附加平衡绕组，如图6—23中的“5—6”绕组，即在高频磁环上，除一对双线并绕的绕组外，还有一个用相同线长反向绕制的绕组。当传输线变压器始端加上高频电源后，由于磁耦合效应，将在“5—6”绕组内感应高频电压，输出端子B与地之间的电压和输出端子C与地之间的电压大小相等，相位相反，其集总参数等效电路如图6—24所示。这种结构对扩展下限工作频率有较明显的效果，而在高频端，绕组“5—6”的作用因感抗增大而逐步退化。另外，前面所讨论的最佳传输条件只是保证电源有最大功率输出，并不能保证一定是平衡输出，因而可以通过调整平衡绕组来改善输出端的平衡度。
图6—25是另一种结构的1：1传输线变压器，它是由两对相同的传输线绕在一个高
频磁芯上构成的。实际制作时，可用一对传输线先在磁芯上绕一定匝数，然后在传输线中心处剪开并按图6—25连接即可。通过不同的接地点，可以得到几种平衡－不平衡的变换方式。例如A’和B点接地，B’为输出端，则电路为不平衡一不平衡变换，如果A’和B’接地，B为输出端．则为1：1的倒相变换，如果C和C’接地，A和A’为平衡输入端，B和B’为平衡输出端，则为平衡一平衡变换。这种电路的最佳传输条件为
满足上述条件时，电源输出功率最大，P max＝E2／4R g。对此可作如下解释：图6—25中，上下两对传输线的输入端和输出端都是串联的，因此每对传输线的特性阻抗Z0必须是R L／2(或R g／2)时才能保证匹配，从而获得宽频带特性。
二、1：4传输线阻抗变换器
传输线变压器的一个主要应用，就是构成1：4或4：1宽带阻抗变换器。图6—26为1：4阻抗变换电路，其中(a)为不平衡一平衡变换，(b)为不平衡一不平衡变换。
现以(a)图为例，分析其最佳传输条件。按图示的符号规定，列出传输线方程为
端接条件为
解方程组，得
若传输线无耗，则电源输出功率为
当频率较低时，，将此条件代入(6—4—19)式中，再对R L求导，
而当频率较高时，βl<<1条件不满足，(6—4—19)式分母中sin2βl项不能忽略。在保证低
频特性的同时，为使高频段响应好，sin2βl-的系数——-愈小愈好。由求极值的方法得
0称为最佳特性阻抗，(6—1—20)和(6－1—21)式就称为最佳传输
条件。此时电源输出功率为
根据(6—4—16)和(6—4—17)式，求出低阻端输入阻抗为
同理得出高阻端输入阻抗为
由上式可见，当不满足βl<<1的条件时，输入阻抗Z in和Z’in分别偏离R L／4和4R g。此外，当传输线特性阻抗Z C偏离最佳值Z0，即k≠l时，也将使阻抗特性恶化。图6—27给出了以传输线特性阻抗Z C为参数，归一化输入阻抗(Z in／Z0)随传输线电长度l／λg的变化曲线，λg是传输线绕组中的实际波长。其中(a)图为阻抗的模值，(b)图为阻抗的相角；实线为理论计算值．虚线为实测值。在低频端，实测的归一化阻抗模位严重下降且相位急剧增加，这主要是由于磁化电感在低频端电抗下降引起的。
定义电源最大输出功率P max（＝E2／4R g）与一般情况下送至传输线变压器功率P0之比为传输系数T1，即
若将满足最佳传输条件时的电源输出功率P0表示式代入上式中，则得
对上式进行数值计算，得表6—3所示的数据。由表可见，若传输损耗限制为1dB，则传榆线最大长度应限制在λg／4以内。这种损耗仅仅是在βl<<1条件不满足时，由于阻抗失配而引起的反射损耗，并未计入磁芯材料的损耗等。因此，实用的传输线长度还应取得小些，工程中以取l／λg≤1/8为宜。
图6—28给出了传输线特性阻抗Z C不等于最佳值Z0，传输损耗与l／λg的关系曲线。它是将(6—4—19)式代入(6—4—26)式中计算得出的。由图可见，在设计与制作传输线变压器时，应保证Z C＝Z0值，这一点是至关重要的。
这种形式的传输线变压器的主要优点是结构简单、体积小，一对传输线只需绕在一个磁芯上，并可获得较好的宽领带特性。主要问题是：当βl不是很小时，其输出端电压平衡度不太理想。由传输线方程可以求出
参看固6—26(a)．输出端子B与A点的电位相同，对地的电位为V1，而输出端子C对地的电位为一V2。当βl<<1时．由(6—4—28)式可见，｜V1｜＝｜V2｜，相位相同，则B、C 端对地电位是平衡输出的。当βl较大时，V2、V l幅度不等，而且由于传输线的相位滞后效应，使得V1、V2间有相位差，因而使B、C端的电压相位差偏离180°，平衡输出状态恶化。为了有较好的平衡输出，传输线的长度必须限制在一定范围以内。
固6—26(b)的不平衡一不平衡电路，其最佳传输条件与(a)图相同，分析从略。
传输线变压器除上述形式外，还有一种性能更为优良的对称双线的结构形式。仍以1：4阻抗变换比为例加以说明。参看图6—29，(a)图是两对相同的传输线绕在同一磁芯上，它只能用作1：4平衡一平衡变换，(b)图是磁芯分别套在两根相同的同轴线上，作平衡一平衡或不以平衡一平衡变换用；(c)图是两对相同的传输线分别绕在两个相同的磁芯上，一般作1：4不平衡一平衡变换用。这些电路的共同持点是结构上是对称的，因而有较好的平衡度。
利用传输线电流、电压方程以及端接条件，可以得出最佳传输条件为
并且可以证明，在满足最佳传输条件的情况下，传输损耗、输入阻抗均与频率无关，这说明不存在传输线电长度的限制。对此可作如下物理解释：在图6—29所示的结构中，两对传输线在电源端(低级端)是并联的，而在负载端(高阻端)则是串联的。若传输线特性阻抗
且与负载阻抗匹配，则传输线工作于行波状态．因而也保证
了电源端阻抗匹配。从理论上讲，行波工作状态是与l／λ无关的。
需要强调的是：图6—29(c)所示的不平衡一平衡变换必须使用两个磁芯，即两对传输线分别绕在两个相同的磁芯上，否则绕在同一个磁芯上，由于绕组O、O’均接地，即有短接回路，将完全破坏传输线变压器的正常工作而失去阻抗变换功能。其次，因(c)较图6—26(a)所示的不平衡一平衡变换器有着更好的高频传输特性．即工作领带更宽，输出电压平衡度更好。这是因为，即使l／λg较大，输出端B相对于输入端A有相位差α，然而输出端C相对于A来说仍有180°＋α的相位差，因此输出始终是平衡的。这种阻抗变换器一般适用于高频阻抗变换。
三、1：n传输线阻抗变换器
图6—30为对称双线1：9阻抗变换器。其中，(a)因为平衡一平衡变换，由两对传输线绕在同一磁芯上构成；(b)图为不平衡一不平衡变换，由两对传输线分别绕在两个磁芯(或双孔磁芯)上构成，(c)图为1：9不平衡一平衡变换，由1：1不平衡一平衡变换和1：9平衡一平衡变换级联而成；(d)图为1：9平衡一不平衡变换，由1：9平衡一平衡变换和l：1平衡—不平衡变换级联而成。其中(a)图是基本形式。以下就对1：9平衡一平衡变换的最佳传输条件进行分析。
这种结构可以看成由3对传输线组成，A、A’端是并联的低阻抗端，B、B’端是串联的高阻抗端。上、下两对传输线长度为l，特性阻抗为Z C，输入端电压为ΔV1，输出端电压为ΔV2，一般情况下，ΔV1和ΔV2间有相位差。中间一对为短线，故其输出端电压仍为ΔV1。设电源电压为E，其内阻为R g，负载电阻为R L。
由于上、下两对传输线是对称的，因而只分析其中一对传输线方程即可。有
端接条件为
解联立方程，得
电源输出功率P0为
为使电源输出功率最大，得最佳传输条件为
满足最佳传输条件的各项参数为
从以上公式可以看出，这种阻抗变换器虽用对称结构，但其传输特性仍受到传输线电长度(βl)的制约，因而工作带宽受到影响。其原因主要是ΔV1和ΔV2之间有相位差，而且是βl的函数．因而输出端电压2ΔV2＋ΔV1，随频率而变化。
综合以上讨论可以看出，传输线阻抗变换器的优点是突出的，主要是：(1)适用的频率范围宽，可以从几十千赫至几百兆赫；(2)工作带宽大，例如在短波波段，一个传输线变压器就能完成全波段内高质量的阻抗变换；(3)几何尺寸小；(4)电路变换灵活，通过不同的连接方式可以完成平衡一平衡、平衡－不平衡、不平衡一不平衡等各种变换形式。但传输线变压器的应用也有某些局限性，要使上述优势充分发挥，必须在下列前提条件下才能实现，它们是：(1)阻抗变换比为1：N2或N2：1，N为整数；(2)磁芯应选择频响特性好、损耗小的高频磁性材料，(3)设计和制作中，应保证传输线的特性阻抗Z C等于最佳特性阻抗Z0值，这是至关重要的一点。目前，在HF、VHF和UHF频段的天馈系统中，传输线阻抗变换器已获得了广泛的应用。
工程实用中，天线阻抗(近似为纯电阻)与馈线特性阻抗的变换比，往往不一定是整数的平方倍。对待这种情况，一种方法是使用不同变换比的传输线变压器级联，组成多种变换比的阻抗变换器。例如将一个4：1的变换器和一个1：9的阻抗变换器级联，就可以得到4：9的变换比。同理，也可以得到16：9、25：16、25：9等变换比。变换比的普遍表示式为N2；M 2、N2M2：1或1：N2M2，其中M、N均为整数。另一种方法是微调法，即在与所要求阻抗变换比相近的传输线变压器的基础上，适当增减绕组圈数，以调整到所要求的阻抗变换比。图6—31为非整数平方倍的阻抗变换比电路举例。(a)图是阻抗比为1：n(2≤n≤6)的不平衡一不平衡变换器，它是在1：4传输线阻抗变换器(图6—26(6))的基础上，适当增减
绕组圈数构成的。增、减绕组的线长可按下式估算：
式中符号如图6—31(a)所示，l g为增、减的线长。若l g＝0，表明不需要外接绕组，则(a)图就是典型的1：4不平衡一不平衡变换电路。若l g＞0，表示需外接绕组，阻抗比n＞4。反之，l g＜0，表示要减少一个原绕组的线长，阻抗比n＜4。传输线的最佳特性阻抗仍按Z0取值。按(6—4—39)式估算的结果仅是调整绕组长度的一个参考数据，成功的设计尚需在实验中反复调整改进。(b)图所示的方法是在绕组上适当抽头t以使阻抗变换比在一定范围内调整。该图为在典型的1：4不平衡一平衡变换电路中的绕组上抽头，测试结果表明，阻抗比可在1：4一1：10范围内变化。k等于抽头后的绕组圈数与原绕组圈数之比。
传输线阻抗变换器除上述基本类型外，三线传输线阻抗变换器也获得愈来愈广泛的应用，它具有多种不同的阻抗变换比及宽频带的特点。这种阻抗变换器是由扭绞的3根线绕在磁芯上构成的．其基本结构只有两种，如图6—32所示。(a)图的持点是三线两端的电位成等差
分布，即空间相对电场成奇对称分布，其中AA’、CC’为奇对称线，BB’为对称中心线，由此结构的阻抗变换器就称为奇模变换。
(b)图的持点是三线两端的电位成等位分布，即空间相对电场成偶对称分布，其中BB’、CC’为偶对称线，AA’为对称中心线，因而称为偶模变换。根据传输线理论可以分析不同阻抗变换比的三线传输线阻抗交换器的传输持性，但限于篇幅，此处从赂。表6—4列出了常用传输线阻抗变换器的基本电路，其中也包括了三线传轴线阻抗变换器，供使用者参考。
四、传输线阻抗变换器的设计考虑
传输钱阻抗变换器的主要技术要求，也是其设计的依据，它们是：阻抗变换比、平衡不平衡的变换形式、功率容量、传输损耗以及负载持点等。主要设计内容包括：确定变换电路形式；计算传输线特性阻抗：选择导线型号和确定线长、匝数等，选择磁芯材料及计算磁芯尺寸等。下面进行扼要介绍。
阻抗变换及平衡、不平衡变换电路，可参考表6—4选择。
传输线特性阻抗的计算和实现。为了达到宽频带工作的目的f传输线的特性阻抗应尽可能地等于最佳值Z0。，否则若偏离最佳值，阻抗变换器的电特性将要受到传输线长度或工作频率的严厉制约。传输线主要有同轴线、扭绞双线、平行双线、带状线以及扭绞的三线传输线等，它们的Z C值计算公式在一般传输线教材或手册中均有介绍。表6—5和6—6分别给出了某些扭绞双线和扭绞三线传输线的持性阻抗与其几何尺寸的关系，供制作时参考。传输线长度l的选择，主要受上限工作频率f max限制，通常取
其中，λmin为工作频带内的最短波长。但l也不能太短，否则在低频端工作时，磁化电感L P太小，将影响低频端特性。
磁芯的选择是个重要问题，它包括磁芯材料的选择和磁芯尺寸的计算等内容，主要是依据传输线阻抗变换器的功率容量和允许最大传输损耗的指标来进行的。
传输损耗主要由两部分组成：一部分是传输线阻抗变换电路引起的传输损耗，它是指在无电、磁损耗的情况下，由于变换电路与电源端和负载端阻抗失配而引起的损耗，其大小与阻抗变换电路的形式及传输线的电长度(βl)有关，计算公式已在前面结合具体电路作过分析，另一部分是由于磁化电感不等于无限大而引起的损耗，这与磁芯材料有密切关系。因此，实际传输线阻抗变换器的传输系数T和传翰损耗A T可分别表示为
其中，T l为阻抗变换电路的传输系数，T2为磁化电感的传输系数。
参看固6—23，可以得出传输线阻抗变换器等效电路的一般形式，如图6—33所示。图中R’L表示端接负载R L的传输线在其始端所呈现的等效阻抗值，Z p为磁化电感所呈现的阻抗值，R g为电源内阻。若忽略绕组分布电容的影响，则
其中，L0为空绕组的电感，μ’和μ’’分别为磁芯材料磁导率的实部和虚部，并有磁损耗角tgδm=μ’’/μ’的关系式。
根据图6—33所示的等效电路，可以求出负载吸收功率为
式中已将条件代入，目的是不考虑阻抗变换电路所引起的阻抗失配的影响，它在传输系数T t中计入。将代入上式，得
所以，传输系数T2为
等式左边的第一项为电源供给负载的有功功率，第二项为磁芯损耗功率，这两项相对于电源来说都是有功损耗，第三项则是由于Z P不等于无穷大，使阻抗失配而引起的反射功率。可以看出，铁氧体磁性材料引起的传输损耗由两部分组成：一部分是由于失配引起的反射损耗，它不直接导致发热；另一部分是有功损耗，它是由磁芯材料的μ’’引起的损耗。在大功率工作条件下，特别要注意使有功损耗尽可能地小，否则热耗引起温升，将使阻抗变换器性能严重恶化。
由(6—4—46)式可以看出，提高磁芯材料的μ’值对降低磁芯损耗及反射损耗都是有利的。而μ’’对传翰损耗的影响则是复杂的，可分为以下两种情况：
该式说明，当磁性材料的tgδm很小时，阻抗变换器的传输损耗随μ’’的增大而增加。
表明传输损耗随μ’’的增大而减小，并且与μ’无关。这一结论具有实用意义：当频率很高时，欲使铁氧体磁芯的高而μ’’小是相当困难的，相反，欲使μ’’大相对而言较易实现。因此，从降低传输损耗着眼，首先应选取μ’高的材料，然后在μ’相差不大的前提下，μ’’>>μ’和μ’’<< μ’都是获得较小磁芯损耗的条件。
在某些应用中，必须考虑传输线阻抗变换器相移的大小。根据相移的定义(tgΦ等于负载电压的虚部与实部之比)，并由图6—33的等效电路可以推出
通常要求相移很小，故可取
显然，若从减小传输线阻抗变换器相移的角度考虑，在磁芯材料的μ’一定时，μ’’愈大愈好。
综合以上讨论，一船地说，若对传输损耗、反射损耗和相移同时都有较高要求时，最优的磁芯材料应该是tgδm＞＞1的材料；提高μ’值对改善传输损耗、反射损耗和相移等指标都是有利的，磁芯材料的选择要根据具体情况．特别是功率大小，作具体分析。
关于磁芯尺寸的选择，在宽频带、大功率、上限工作频率较高以及制作中传输线持性阻抗偏离最佳值较远的不利条件下，特别要注意磁芯尺寸的确定。要考虑到磁芯所能承受的功率容量、磁芯最大磁感应强度B max的限制、所需磁化电感L P的大小以及绕组匝数N、传输线长度限制等因素，还有实际制作中散热等问题。可参考有关资料进行设计计算。
作为一个实例，介绍253型传输线阻抗变换器。主要技术指标：完成50 Ω／450Ω阻抗变换及不平衡一平衡的转换；当平衡端接450 Ω负载电阻时，在轴入端同轴线上驻波比要求小于1.1；工作频段为2—30 MHz功率容量为1kw，结构上要求水密封，在+50℃
一-40℃环境中能正常工作。该阻抗变换器的结构图、原理固和线路固分别示于图6—34 中。整个结构防水密封于外径为150 MM、高为250 mm的铝制圆筒中，筒的上、下两面各置有170×170×6mm。的铝板以作固定用。上顶板没有对称输出的端子．两端子与导体板(地)之间装有缝隙可调的避雷装置。下顶板有输入端口，接50Ω的同轴电缆。其内部结构
如图6—34(d)所示，它是用射频同轴线和多匝双线传输线共同绕在4层90×50×13mm3：的高频磁环上，组成宽频带传输线变压器，完成1:9阻抗变换及不平衡一平衡的转换作
用。高频磁环的外侧用玻璃纤维板作支架．具有机械强度高、耐热、绝缘性能好的优点。面积和高频磁环相当的铝支架，置于4层磁环的中心位置，加强支撑强度，也便于散热。(b) 图为原理图，它是用1：1不平衡一平衡变换电路完成平衡转换的，用同轴线传输线作成3 匝绕组．另外用相同长度、内外导体短接的同轴线作成平衡绕组，以改善低频端特性。
1：9阻抗变换采用的是平衡一平衡电路，为便于调整阻抗变换比，传输线除绕在磁环上外，还串接有空心绕组L01及空心线圈L02：等。绕组导线的外面套以聚四氟乙烯套管，具有耐高温、绝缘性能好、高频损耗小的优点。为改善高、低频端特性，还并、串联有电容器，它们都是频率补偿元件．如(c)图所示。
传输线变压器设计 设计要求 传输线变压器和其他元器件一样,其设计的依据是用户提出的技术要求,然而,如果用户对传输线变压器缺乏一定的了解,那么要提出合理的技术要求是困难的.为此,在介绍设计方法之前有必要先对变压器的技术要求作一些说明. 在一般情况下,电子变压器的技术要求应包含这样一些内容:输入和输出阻抗的大小,馈电方式,与讯号有关的内容(例如频率范围,功率容量,脉冲波还是连续波)负载的特点,允许的波形或幅度和相位的变化程度以及允许的失配程度等.现分述如下: 输入和输出阻抗 在变压器的技术要求中,如果仅仅提阻抗比的要求是不够的,必须具体指明输入阻抗和输出阻抗的大小.因为对于一定的阻抗比,例如1:4,可以是50欧姆与200欧姆之比,等等.而在传输线变压器中,所用传输线最佳特性阻抗与具体的阻抗变换有关,即与输入阻抗和输出阻抗的大小有关.对于50欧姆的1:4双线传输线变压器,传输线最佳特性阻抗为100欧姆的1:4双线传输线变压器,传输线最佳的特性阻抗为100欧姆.而对于75欧姆与300欧姆的变换,传输线最佳阻抗为150欧姆.另外,为了确定变压器磁化电感的大小,还必须知道输入阻抗或输出阻抗,国在磁化电感的大小是与输入阻抗或输阻抗成正比的.例如,有两个变压器,在其它的条件相同的情况下,一个变压器的阻抗比为12.5欧姆/50欧姆,另一个变压器的阻抗比为125欧姆/500欧姆,虽然都是1:4的阻抗变压器,然而它们所要求的磁化电感却有很大的差别,后都是前都的10倍.一个变变压器性能的好坏在很大程度上取决于所要求的磁化电感的大小,传输线特性阻抗与最佳特性阻抗之比,因此,设计变压器的大小,首先要明确阻抗变换是从多少欧姆变到多少欧姆,例如,在晶体管电路中用于级间耦合的变压器,必须知道前级的输出阻抗和后一级的输入阻抗,短波通讯中的发射机与天线之间的匹配变压器,就应当知道发射机的输出阻抗和天线(或馈线)的输入阻抗. 极性变换 极性变换本身可看作是广义的阻抗变换,因为它也是使两个不同的网络间匹配的一种手段.变压器极性变换一般有四种:全相变换,不平衡-不平衡变换,不平衡-平衡变换以及平衡-平衡变换.对于一定的阻抗变换,当所要求的极性变换形式不同时,刚变换电路和传输线的最佳特性阻抗就不完全相同.例如,1:4不平衡-不平衡变换,一般采用双线传输线变换电路,而1:4不平衡-平衡变换,一般采用成对双线传输线变换电路或三线传输线1:4变换电路.因此,在变压器的技术要求中除说明输入端和输出端的阻抗以外,还应指明输入和输出端的极性(即馈电方式). 负载的特点
宽带RF阻抗变压器的设计 阻抗匹配器件常常用于高频电路中，一般用来匹配元器件的阻抗和电路或系统的特性阻抗。在某些电路中，希望阻抗匹配能够实现多个八度音阶频率覆盖范围，同时插损很低。为了帮助阻抗变压器设计人员，本文对阻抗比为1:4的不平衡到不平衡(unun)宽带阻抗变压器的设计进行了探讨。这种变压器在无线通信系统(一般是混合电路、信号合分路器)中很有用，对放大器链路的级间耦合也很有益。 这种宽带unun阻抗变压器对测试电路、光接收器系统、带宽带阻抗匹配的微波电路，以及天线耦合也很有用。可用于高频电路设计及仿真的现代计算程序在自己的工具箱里就收纳了这种器件。宽带unun阻抗变压器包含了一个缠绕了双绞传输线的环形铁氧体磁芯，绕线间通过釉质膜隔离。结合常规传输线阻抗变压器的设计元件，有可能建立起一个真正的宽带组件。对1:4阻抗转换比而言，这种设计方式可提供很高的效率。 本帖包含图片: 这里：Pg=源的最大可用功率、Pc=负载功率、Rg=源阻抗、Xm=磁抗。最后这个参数可通过下式由工作频率f和磁芯的磁化电感Lm求得：
本帖包含图片: 把该参数带入对应的磁抗公式中，再将计算结果带入插损公式中，即可求得变压器的低端截止频率。因此： 本帖包含图片: 传输线变压器初级线圈和次级线圈之间的电耦合增强了高频能量的转移。图3所示为一个传输线1:4 unun变压器的高频模型，鉴于其长度很短，没有考虑损耗。在这种理想模型中，源和负载阻抗都假设是纯电阻性的。该高频模型响应也由它的插损来确定。此外，源功率和二次负载功率间的比率为： 本帖包含图片:
由公式5可看出，要获得良好的宽带高频响应，Zo值的优化十分重要。对二分之一波长(λ/2)的传输线长度，能量转移是无效的，并比四分之一波长(λ/4)长度的传输线的最大值小1dB。由此可看出，传输线的长度越短，其高频响应的带宽越大。对最大功率传输而言，最佳传输线特性阻抗和负载阻抗分别为 本帖包含图片: 本帖包含图片: 源和负载阻抗之间必需有1:4的转换以实现阻抗匹配。因此，传输线特性阻抗和源及负载阻抗之间的关系可表示为：本帖包含图片:
5.4 宽带高频功率放大器 以LC谐振回路为输出电路的功率放大器，因其相对通频带只有百分之几甚至千分之几，因此又称为窄带高频功率放大器。这种放大器比较适用于固定频率或频率变换范围较小的高频设备，如专用的通讯机、微波激励源等。除了LC谐振回路以外，常用于高频功放电路负载还有普通变压器和传输线变压器两类。这种以非谐振网络构成的放大器能够在很宽的波段内工作且不需调谐，称之为宽带高频功率放大器。 以高频变压器作为负载的功率放大器最高工作频率可达几百千赫至十几兆赫，但当工作频率更高时，由于线圈漏感和匝间分布电容的作用，其输出功率将急剧下将，这不符合高频电路的要求，因此很少使用。以传输线变压器作为负载的功率放大器，上限频率可以达到几百兆赫乃至上千兆赫，它特别适合要求频率相对变化范围较大和要求迅速更换频率的发射机，而且改变工作频率时不需要对功放电路重新调谐。本节重点分析传输线变压器的工作原理，并介绍其主要应用。 5.4.1 传输线变压器 1. 传输线变压器的结构及工作原理 传输线变压器是将传输线（双绞线、带状线、或同轴线）绕在高导磁率铁氧体的磁环上构成的。如图5-24（a）所示为1:1传输线变压器的结构示意图。 传输线变压器是基于传输线原理和变压器原理二者相结合而产生的一种耦合元件，它是以传输线方式和变压器方式同时进行能量传输。对于输入信号的高频频率分量是以传输线方式为主进行能量传输的；对于输入信号的低频频率分量是以变压器方式为主，频率愈低，变压器方式愈突出。 如图5-24(b)为传输线方式的工作原理图，图中，信号电压从1、3端输入，经传输线 R上。如果信号的波长与传输线的长度相比拟，变压器的传输，在2、4端将能量传到负载 L 两根导线固有的分布电感和相互间的分布电容就构成了传输线的分布参数等效电路，如图 5-24(d)所示。若认为分布参数为理想参数，信号源的功率全部被负载所吸收，而且信号的上限频率将不受漏感、分布电容及高导磁率磁芯的限制，可以达到很高。 图5-24 1:1传输线变压器的结构示意图及等效电路
传输线平衡器（巴伦）的原理、设计、制作及测试 一、平衡器（巴伦）的由来 平衡器即Balancing Device，其主要作用是完成由单端传输（如：同轴线、微带线等）变换为差分传输（如：半波振子天线，推挽电路等）之间的变换，又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance，英文将其合并缩写成一个新词Balun，音译为巴伦。以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类器件。 巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以互相组合，使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉，哪种结构适合？如何选择材料？如何计算制作参数？如何衡量巴伦的性能？对于我们业余爱好者，主要就是用在天线的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用，工作在短波1.8MHZ~30MHZ，并要求取材和制作容易。结合我对巴伦的认识理解，认为传输线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材方便、制作容易，但其理论不易理解，造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构，出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输线变换器的效果。下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解，简单描述一下做巴伦的情况，如需要更深入的了解可以参考有关文献资料，有不当之处，还请各位前辈指正，谢谢！
二、传输线平衡器（巴伦）的简单原理 平衡器有很多种，按平衡条件可以分为四大类：扼流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒相）、磁耦合式（电流共扼）。我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线阻抗变换器又称为传输线变压器，它以传输线绕制在磁芯上而得名。这种阻抗变换器兼备了集总参数变压器和传输线的优点，因而可以做得体积小、功率容量大、工作频带相当宽(f max：f min>10)。它除具有阻抗变换作用外，采用适当的连接方式还可以完成平衡一平衡、不平衡一不平衡、平衡一不平衡、不平衡一平衡的转换，在长、中、短波及超短波波段获得了广泛的应用。 基本类型的传输线变压器阻抗变换比为1：N2或N2：1，N为整数。通常是用一对双线传输线或扭纹的三线传输线绕在一个磁芯上，或是用两对传输线分别绕在两个磁芯上，经过适当的连接得到不同阻抗变换比的平衡或不平衡输出的阻抗变换器，其工作原理基本相同，本节只对典型的传输线变压器进行分析。 一、1：1不平衡一平衡传输线变压器 图6—22为1：1不平衡一平衡传输线变压器的结构示意图，它是将一对传输线绕制在一个适当型号的磁芯上而构成。为改善低频端特性，有时又增加一个平衡绕组，如图中的“5—6”绕组。图6—23为其原理图。 设传输线特性阻抗为Z C，其输出端接负载阻抗R L，输入端接信号源(E为电动势，R g 为内阻)。V l、I1和V2、I2分别表示输入和输出端复数电压、电流。令负载开路时的初级阻抗以Z p(ω)表示，此时，绕组AO’中的电流为 称为激磁电流或磁化电流。 在有载的情况下，由于“1—2”和“3—4”是一对紧耦合的平衡传输线，因此，“3—4”线将通过与“1—2”线的耦合从电源获取电流。若耦合电流为I C，则由传输线方程可得
其中，l为传输线长度，β为相位常数。因为电源输出电流I1，是激磁电流I P，与耦合电流I C之和，故有I C＝I1－I P。 由以上关系式，可以求出V l、I1和V2、I2的方程式为 其中
一，交流电源的接地线可以和直流的负极相接吗？ 做的一个测试盒，7805固定在壳体上利用散热，所以电源负极和壳体连通，但是交流电的地线也和壳体连通的（因为开关电源外壳固定在盒子内部），发现插上电后就跳闸了，请问是这个原因导致的吗，这种开发部叫漏电？像那样盒子外壳接电源负极规范吗，怎么改进呢，7805要散热，不想里面放一个电路板 如果交流回路的零线和地线是分开的，直流负极导地是可以的，反之不可以。而在380V/220V 系统中，基本都是零线与地线共线，在这种情况下，将直流直接接地，是很危险的做法，此做法无形将地的电压抬高，就是说零线上有-110V的直流电压，交流回路根本无法工作，严重的话烧毁电器。建议统一用电器的电源。 二，直流电流的负极能否接大地 据国际电工委员会工作信号的规定，在一个系统中应选择电位最低的一点作为信号公共点。在二线制仪表中24V电源的负线电位最低，它就是信号公共线。在使用中仪表的负线应与24V负线相联。接地的目的是为了保障人身安全和减少干扰，但仪表的电子线路部分，可以浮空，也可以接地。如果接地则根据国际电工委员会的规定，应将信号公共线(系统中电位最低的一根线)接地。 1.交流地:将电力系统中的某一点，直接或经特殊设备（如阻抗，电阻等）与大地作金属连接，称为工作接地。 工作接地主要指的是变压器中性点或中性线（N线）接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地，屏蔽接地，防静电接地等混接；也不能与PE线连接。 在高压系统里，采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡，这对于低压系统很有意义，可以方便使用单相电源。 2.直流地，准确的说是：直流工作地。是指为保护直流系统工作正常而采取的接地保护。所谓直流系统，包括常说的直流信号、直流电源、直流馈线等等。对于信息传输系统，一般也称逻辑工作地。更有通俗的，叫做：信号地。不准确而已。 既然是工作接地，你只要能给它提供一个绝对安全的“零”电位参考点就可以了,电力系统中是用直流作为控制电源的，正极接地引起继电器拒跳，负极接地引起继电器跳脱，这都会引起系统失控，当然是故障。所以也就有了“接地故障检测仪器”，无论正极还是负极均不能接地。 仪表信号接地分隔离信号与非隔离信号。隔离信号一般可以不接地。这里的隔离应当是每一输入信号(或输出信号)的电路与其他输入信号(或输出信号)的电路是绝缘的，对地是绝缘的，其电源是独立的相互隔离的。非隔离信号通常以24V DC电源负极为参考点并接地。信号分配均以此为参考点。这种电路的共模抑制电压通常都很小，接地是消除此类干扰的主要措施。 三，怎样理解阻抗匹配 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。 我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源，总是有内阻的（请参看输出阻抗一问），我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。负载R上的电压为： Uo=IR=U/[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻
变压器设计技术问题分析 发表时间：2018-10-14T11:56:56.537Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：丁彦鹏 [导读] 摘要：变压器将位于后面部分，所以它也被称为后室;一般来说，高低压室放在前面，所以又称前室，这三种类型的组合就是组合变压器。 （山东泰开变压器有限公司山东泰安 271200） 摘要：变压器将位于后面部分，所以它也被称为后室;一般来说，高低压室放在前面，所以又称前室，这三种类型的组合就是组合变压器。组合式变压器结构紧凑、放置方便、体积小、使用简单、整体绝缘、密封性好等优点明显。此外，它可以深入到电力系统负荷相对集中的地方。组合式变压器由于其明显的优点，也广泛应用于工业园区、住宅区、商业中心和高层建筑。 关键词：组合变压器；高压系统；低压系统；设计； 1 电力变压器发生火灾的原因与危险性分析 1.1 事故的原因。变压器事故的原因有很多。如果不能有效地管理变压器，火灾将对变压器主机和整个电力系统造成不可弥补的损失。变压器在电力系统中扮演着重要的角色，电力企业必须加强对变压器的安全管理，分析变压器起火的原因，从源头上消除火灾隐患。通过大量的实践研究,发现油浸式电力变压器火灾事故的主要原因如下:首先,在变压器线圈的绝缘层受损,导致电路中通过的电流短路,从而导致线圈加热或燃烧;其次，变压器内部线圈的一些关键部件接触不良，导致变压器内部产生火花，导致变压器内部发生爆炸事故。 1．2 变压器火灾风险分析。变压器在发生故障时,将使整个电力系统链接的交付不能完成居民用电和行业有不同程度的影响,因此,电力企业必须重视电力传输线变压器与安全管理的过程中,避免变压器故障造成整个分配电力系统瘫痪。目前，国内一些重要变电站都配备了相应的变压器管理人员。变压器位置因变压器故障发生重大火灾，可能危及电力工作人员人身安全，对周围环境造成一定影响。 2 变压器设计 在组合变压器的设计中，油浸变压器的设计方法与普通变压器非常相似。核心材料可以由低碳硅铁软磁合金，也称为硅钢，或非晶合金制成。如结构为铁芯，则可选择叠层，或可选择轧制铁芯;当选择缠绕材料时，可以选择箔线或铜线。在变压器设计中，组合变压器连接时应注意群体。主要有三种连接方式:三角形连接、星形连接和之字形连接。 设置适当的电压。介质损耗通常是引起电压问题的主要原因，电压问题的出现会影响测试结果的可靠性，导致测试结果的泄漏。因此，在高压电气试验过程中，必须合理设置电压，以确保氧化层和介质处于正常工作状态。第一，应力对直流电阻测量的影响。如果双臂电桥的电压较低，就不会发生氧化膜的击穿，但会导致较大的电阻。如果桥压比较高，氧化膜就会被击穿，但这会降低电阻。第二，压力对电压对介电损耗测量的影响。如果测试电压处于不断增加的状态，氧化层就会融化，导致氧化层接触电阻减小，介质损耗减小。 2．系统严格遵循。在高压电气测试技术中，尤其是在测试过程中，严格按照系统要求进行相关测试是保证工作有序高效进行的关键。在高压电气测试中，由于现场的不确定性和恶劣的运行环境，测试工作的复杂性将会增加，这将增加工作人员的难度和工作的风险因素。因此，在测试过程中，尤其是在环境复杂、风险高的工作现场，员工应严格遵守施工制度。在测试过程中，有必要向负责人说明电源是否可以打开。测试工作必须得到负责人的许可才能开始。员工不能依靠经验来判断和操作。 3 低压系统的设计 3.1 选择主馈电开关。低压进口开关等电路开关靠近变压器，要求较高。的保护,如果有短路,在一般情况下,主入口开关主要是智能万能断路器的选择,可以有选择地保护工作和准确,避免突然停电,并确保电力本身的安全与稳定,这是广泛使用的。在选择断路器的额定电流值时，应根据低压侧的额定电流进行。尽量不要与变压器低压侧的额定电流不同。如果差值太大，断路器本身的保护功能就会降低。 3.2 选择分支开关。一般情况下，并联开关会选择塑壳断路器，在选择路径数和电流值时要考虑用户的实际需要。一般而言，并联出线有4 ~ 6个通道，电流在20 ~ 400a之间。由于负载不同，子开关的类型也不同，选择时要注意实际需要。 3.3 低压系统无功补偿设计。随着感应式电气设备种类和数量的不断增加，直接导致其功率因数的降低，导致变压器工作效率的下降。因此，组合变压器应补偿其无功功率，从而有效地提高其功率因数，从而提高其工作效率。组合变压器无功补偿方法通常是集中补偿的方法。一般来说，10% ~ 30%的变压器容量将得到补充。如果小于15kva，补偿时一次全量模切。如果超过此值，则选择自动分段模切模式。基于接触式开关的全自动分段开关无功补偿可分为非接触式和接触式。电容剪切由接触器控制。在进行电容剪切时，应根据功率因数来确定，因为接触器的吸力和频率较高。 4 高压系统的设计 4.1 设计高压系统的方法。高压系统,其布线技术主要包含三个,第一个环型网络,和这种连接方法与电源的位置线,一根电线从变压器的低压侧的位置,最后一个进线变压器或其他设备连接,从而提供电力变压器或其他设备运行;第二个是终端。该技术由两根电线组成，一根在电源位置，另一根在变压器低压侧。最后是终端双回路类型。这种方法是从电源位置馈线，从变压器低压侧送线。最后一根线是连接备用电源。当电源故障时，可及时使用备用电源为其运行提供电源支持。 4.2 选择高压系统负荷开关。组合变压器负荷开关主要分成两种，分别是四位置开关以及二位置开关。四位置开关包含了3种类型，分别是“T”型开关、“I”型开关以及“V”型开关。其中“V”型开关以及“T”型开关在环网型组合变压器中都能够适用，“V”型开关以及“T”型开关形式有两种，分别是600 A和200 A。并且负荷开关电流值数据是通过系统流通电流值得到的，可以说其是在环网总回路电流值上得到的。电流值的结果和变压器的大小没有关系。负荷开关在进行短路电流判断时，需要通过组合变压器安放地点本身的短路容量进行。短路容量本身便是一个定义比较单纯的计算量。若是负荷开关是200 A，那么其肘型电缆插头以及系统套管都是200 A的。而“I”型的负荷开关在终端双回路型组合变压器中比较适用。 4.3 高压熔断器的设计。当组合变压器受到保护时，插入的保险丝和备用保险丝串联起来。在突发性故障、过载和油箱温度过高的情况下，容易发生熔断。这种情况更有可能发生，因此保险丝的设计是插入的，这样它就可以在外面更换，减少麻烦，更容易操作。备用保险丝通常是变压器短路，当电流过高时，它就会熔断。这种情况发生的概率比较低，所以通常安装在变压器油箱中。在选择插入保险丝和备用保险丝时，要综合考虑其保护特性，并根据需要进行选择。 4.4 对高压系统负载开关进行了隔离设计。想在操作的过程中减少负荷开关切断变压器的额定负载电流的过程中中国共产党不稳定,负荷开关可以放置在一个小房子,然后把高燃点油在一个小房子,然后在正常的石油,这是能够运行某些情况下改善负荷开关变压器油老化造成的,
在高频电路中，我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时，则信号的波长就很短，当波长短得跟传输线长度可以比拟时，反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不匹配（相等）时，在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法，牵涉到二阶偏微分方程的求解，有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。 传输线的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由传输线的结构以及材料决定的，而与传输线的长度，以及信号的幅度、频率等均无关。例如，常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75欧，而一些射频设备上则常用特征阻抗为50欧的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300欧的扁平平行线，这在农村使用的电视天线架上比较常见，用来做八木天线的馈线。因为电视机的射频输入端输入阻抗为75欧，所以300欧的馈线将与其不能匹配。实际中是如何解决这个问题的呢？不知道大家有没有留意到，电视机的附件中，有一个300欧到75欧的阻抗转换器（一个塑料包装的，一端有一个圆形的插头的那个东东，大概有两个大拇指那么大的）？它里面其实就是一个传输线变压器，将300欧的阻抗，变换成75欧的，这样就可以匹配起来了。 这里需要强调一点的是，特性阻抗跟我们通常理解的电阻不是一个概念，它与传输线的长度无关，也不能通过使用欧姆表来测量。为了不产生反射，负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等，这就是传输线的阻抗匹配。如果阻抗不匹配会有什么不良后果呢？如果不匹配，则会形成反射，能量传递不过去，降低效率；会在传输线上形成驻波（简单的理解，就是有些地方信号强，有些地方信号弱），导致传输线的有效功率容量降低；功率发射不出去，甚至会损坏发射设备。如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时，会产生震荡，辐射干扰等。 当阻抗不匹配时，有哪些办法让它匹配呢？ 第一，可以考虑使用变压器来做阻抗转换，就像上面所说的电视机中的那个例子那样。 第二，可以考虑使用串联/并联电容或电感的办法，这在调试射频电路时常使用。 第三，可以考虑使用串联/并联电阻的办法。一些驱动器的阻抗比较低，可以串联一个合适的电阻来跟传输线匹配，例如高速信号线，有时会串联一个几十欧的电阻。而一些接收器的输入阻抗则比较高，可以使用并联电阻的方法，来跟传输线匹配，例如，485总线接收器，常在数据线终端并联120欧的匹配电阻。 阻抗匹配基础 标签：终端网络工作图形signal能源 2009-08-11 21:17 38690人阅读评论(11) 收藏举报 目录(?)[+]英文名称：impedance matching 基本概念
宽带传输线阻抗变换器的设计 【摘要】利用传输线理论和基本电路理论，得出宽带阻抗变换器负载吸收最大功率时，负载阻抗、源阻抗与传输线特性阻抗之间应该满足的关系。并通过实验表明，满足这关系时，传输线阻抗变换器容易达到宽带。 【关键词】传输线理论;电路理论;阻抗关系;阻抗变换 0.引言 阻抗变换器是短波多模多馈天线馈电网络的重要组成部分。以传输线变压器理论为基础，将扭绞双线或同轴线绕在高磁导率的软磁铁芯上形成线圈实现阻抗变换的功能。在阻抗变换器的设计中，负载阻抗、源阻抗与传输线特性阻抗之间是否满足最佳传输条件十分重要，因此有必要明确阻抗变换器各端之间的阻抗关系。 根据阻抗变换器的电路示意图，线圈上的V和I必然满足传输线方程。结合传输线理论中的V和I之间的关系和电路方程，利用边界条件，推导宽带阻抗变换器各端之间阻抗满足的关系，以及与传输线特性阻抗的关系，可以得出一些结论。本文以1：4阻抗变换器为例分析，制作了50－200欧姆的阻抗变换器。其他阻抗变换器的分析方法类似，并根据其结论设计并制作了50欧姆－75欧姆的阻抗变换器。 1.宽带阻抗变换器的阻抗关系 双线1：4阻抗变换电路示意如图1所示，且为不平衡－不平衡变换。这种变换用双线传输线或同轴线绕制，称为双线1：4阻抗变换。 在图1中，源端阻抗为Rg，负载阻抗为Rb，电压、电流如图标示，图2是阻抗变换器的电路模型。 图1 宽带1：4阻抗变换器电路示意图图2 阻抗变换器的电路模型 参见图2，根据传输线理论和基本电路理论可列出下列方程： V=(V-V)cos l+jZIsin l（1） I=Icos l+jsin l （2） E=(I+I)R+V（3） V=IR （4）
自制同轴传输线变压器 BG7SOF根据BD7KU的帖子整理 两管高u磁环并成双筒状,一小截低阻抗高温同轴电缆弯成u状穿于磁环内.同轴电缆网线是初级;芯线是次级,反过来当然也一样.传输线只有1圈的变比就是1:1. 电脑连线用的emi磁环u值大约在800左右,它非常适合于1.8兆~2米波的传输线变压器使用. 频率低端最大传输功率主要由磁环体积决定; 频率高端最大传输功率主要由线间绝缘材料决定; 最低使用频率由电感量大小决定,u值850的在这里可满足2兆使用; 最高使用频率由传输线总长度决定,传输线总长度乘以8就是最高使用波长.变压器引出线长度对u/v段影响很大. bd7ku 兄：我看你上的图是四个头，其中两个头是不是将同轴线剥开，引出线脚的？？？ 推挽功放用的输入输出变压器都有5个头.芯线有2个头,网线(1圈)有3个头.网线剥开处两边各焊出1个接头,网线半圈处还要焊出1个抽头. 同轴总长度约为30cm同轴线总长度约为30cm。理论最高工作波长为2.4米。这是一个用于1.8~50兆/150瓦同轴传输线变压器的线圈。图片拍得不好，如果把显示器的亮度开到最大就会清楚许多。 中心抽头和两极都焊好后，把磁环合起来就完工了。 完全明白,那个抽头铜片是起在pcb板上固定作用的吗?随便找一个聚四氟乙烯绝缘外套的导线,然后再套一层铜网就可以替代专用的耐高温10欧,25欧同轴线.否则烙铁一焊,普通的绝缘外套早融化了.我所工作的炼钢厂由于高温环境,这种聚四氟乙烯绝缘外套的导线到处都是. 图里线圈为3圈，这是个1:9或者9:1的变压器。如果是个1:4或者4:1的变压器，那么线圈只有2圈如果这是个输出变压器，那么这个中心抽头铜片就是一对管子的供电点，当然同时也可以起固定作用。聚四氟乙烯绝缘外套如果能耐500度c高温当然可以试验一下，
阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。 我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源，总是有内阻的（请参看输出阻抗一问），我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r， 那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U/[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为： P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2) =U2×R/[(R-r)2+4×R×r] =U2/{[(R-r)2/R]+4×r} 对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)2/R]，当R=r时，[(R-r)2/R]可取得最小值0，这时负载电阻R上可 获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。即，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共扼匹配。在低频电路中，我们一般不考 虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R；如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R；如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有另外一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的，如果负载条件改变了，则可能达不到原来的性能，这时我们也会叫做阻抗失配。 在高频电路中，我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时，则信号的波长就很短，当波长短得跟传输线长度可以比拟时，反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载
巴伦 传输线平衡器（巴伦）的原理、设计、制作及测试 一、平衡器（巴伦）的由来 平衡器即Balancing Device，其主要作用是完成由单端传输（如：同轴线、微带线等）变换为差分传输（如：半波振子天线，推挽电路等）之间的变换，又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance，英文将其合并缩写成一个新词Balun，音译为巴伦。以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类器件。 巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以互相组合，使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉，哪种结构适合？如何选择材料？如何计算制作参数？如何衡量巴伦的性能？对于我们业余爱好者，主要就是用在天线的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用，工作在短波1.8MHZ~30MHZ，并要求取材和制作容易。结合我对巴伦的认识理解，认为传输线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材方便、制作容易，但其理论不易理解，造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构，出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输线变换器的效果。下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解，简单描述一下做巴伦的情况，如需要更深入的了解可以参考有关文献资料，有不当之处，还请各位前辈指正，谢谢！
二、传输线平衡器（巴伦）的简单原理 平衡器有很多种，按平衡条件可以分为四大类：扼流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒相）、磁耦合式（电流共扼）。我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和磁耦合式的特征。
一、填空题 1、_信源_____就是信息的来源。 2、电信系统中规定的语音信号频率范围是从_300_____Hz 到__3.4K____Hz 。 3、___信道___是连接发送、接收两端的信息的通道，也称为传输媒质。 4、通信系统中应用的信道分为__有线____信道和无线信道两种。 5、常用的有线信道传输媒质有_架空明线_____、__光缆____和__同轴电缆____。 6、无线电波传播的方式有___沿地面________传播，也称___中长波___波；__沿空间__传播也称___超短波___波；____电离层________传播，称为__短波____波。 7、为了有效地发射和接收电磁波，天线的尺寸必须与电磁波的_波长_____相比拟。 8、现代通信系统中一般不采用将信号直接传输的工作方式，而是要对信号进行__调制____后再送入信道传输。 9、小信号选频放大器的矩形系数越___接近1___越好。 10、小信号谐振放大器应当设法__减小____负载和信号源内阻对谐振回路的影响。 11、小信号谐振放大器中的变压器采用抽头接入，是为了减少__负载____和_____信号源内阻_______对谐振回路的影响。 12、采用___共射-共基_____电路是解决小信号谐振放大器稳定性问题的有效方法。 13、_声表面波_____滤波器的优点有：体积小、工作稳定、无需调试等。 14、常用的固体（态）滤波器有：___声表面_________、____陶瓷________和_____石英_______。 15、常用晶体管的高频等效电路有___Y 参数___等效电路和__混合π参数____等效电路。 16、影响晶体管高频性能的主要因素是它的内部存在__结电容____。 17、晶体管的一个重要高频参数是它的___特征___频率T f ，它是晶体管的β下降为__1____时的工作频率。晶体管的结电容越___小___，其T f 参数越大。 18、LC 串联谐振回路谐振发生时，呈现___很小___的阻抗；电容上的谐振电压___大___于输入电压，是输入电压的Q 倍。因此串联谐振也叫电__压____谐振。 19、LC 并联谐振回路谐振发生时，呈现__很大____的阻抗；流过电容的谐振电流___大于___于输入电流，是输入电流的Q 倍。因此并联谐振也叫电___流___谐振。 20、LC 谐振回路的Q 值与电感器的寄生电阻r 大小有关，r 越小Q 值越__大____。 21、LC 谐振回路的通频带计算公式为___ 7.0BW =_f0/Q________。 22、单LC 谐振回路的矩形系数≈=7 .01.01.0BW BW K ___10____。
(完整)运算放大器常见参数解析 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)运算放大器常见参数解析）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)运算放大器常见参数解析的全部内容。
运放常见参数总结 1。输入阻抗和输出阻抗(Input Impedance And Output Impedance) 一、输入阻抗 输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I， 则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值，就是输入阻抗。 输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样，它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路，输入阻抗越大，则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响；而对于电流驱 动型的电路，输入阻抗越小，则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为：如果是用电压源来驱动的，则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的，则阻抗越小越好(注：只适合于低频电路，在高频电 路中,还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最大输出功率时，也要考虑阻抗匹配问题 二、输出阻抗 无论信号源或放大器还有电源，都有输出阻抗的问题。输出阻抗就是一个信号源的内阻。本来,对于一 个理想的电压源(包括电源）,内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大.输出阻抗在电路设计最特别 需要注意 但现实中的电压源，则不能做到这一点。我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实 际的电压源.这个跟理想电压源串联的电阻r，就是（信号源/放大器输出/电源）的内阻了.当这个电压源给 负载供电时，就会有电流I从这个负载上流过，并在这个电阻上产生I×r的电压降.这将导致电源输出电 压的下降，从而限制了最大输出功率（关于为什么会限制最大输出功率，请看后面的“阻抗匹配”一问）。同样的，一个理想的电流源，输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的 三、阻抗匹配 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况 讨论。我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源，总是有内阻的(请参看输出阻抗一问），我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r),可以看出，负载电阻R 越小，则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U/［1+（r/R）]，可以看出，负载电阻R越大，则输 出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为: P=I2×R=［U/(R+r)］2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2) =U2×R/[（R-r）2+4×R×r］ =U2/｛[(R—r)2/R]+4×r｝ 对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中［（R- r)2/R］，当R=r时，［(R-r)2/R］可取得最小值0，这时负载电阻R上可获得最大输出功率 Pmax=U2/(4×r）。即，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻 抗匹配之一。对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻 抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数，这叫做共扼匹配。在低 频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相 对于传输线来说很长,传输线可以看成是“短线”,反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射 回来，跟原信号还是一样的）。 从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R；如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R；如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配 还有另外一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的，如果负载条件改变了,则可能达不 到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。 在高频电路中，我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时，则信号的波长就很短，当波长短得 跟传输线长度可以比拟时，反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负 载阻抗不相等（即不匹配）时，在负载端就会产生反射.为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求
制作巴伦的磁环选择方法（大全） 制作巴伦的磁环应该怎么选？ 磁环应该选择高频的，导磁率（不要很高的）100比较合适！现在高频磁环比较难找。过去大家都到北京协会总部去买，大约5元一只，不知现在还有没有。也有的火腿使用一般磁环绕制，只要芯线绞的比较紧密也能用，但频率高、功率大时会发热。MTV推荐的空心巴仑也是很好的解决办法-。磁环是高频铁氧体，具有高导磁(u大)和低损耗的特点。磁芯类型一般有NXO镍锌铁氧体和MXO锰锌铁氧体两系列。 大直径的高频磁环，用粗芯线也可以大功率到1000瓦以上！ 广大无线电爱好者在制作巴伦，功率合成器（分配器）时经常在选择磁环，导线等问题大伤脑筋，且这些问题如果处理不当，必定效果不理想。经常在频率上和网上听到或看到有人抱怨，加了巴伦还不如不加……为了解决这些问题，要从高频变压器问题解决。本人根据一些资料，总结了一些关于传输线变压器的一些问题和大家共同探讨，有不当之处，请大家予以指正。 将高频传输线绕在具有高导磁率(u)低损耗的铁氧体磁环上就变成传输绝变压器，其电路从表面上看似乎与普通变压器没有多大差别，但实际上它们传递能量的方式是不相同的。普通变压器信号电压加在初级绕组的1、2端，使初级线圈有电流流过，然后由此产生的磁力线在次级(3、4端)感应出相应的交变电压，能量就是这样由输入端传到负载。而传榆线变压器的信号电压却加在1、3端，能量在两导线的介质间传播到负载。传输线变压器能量传输原理如图l-a所示。出于两根导线是紧靠绕在一起，所以导线任意点的线间电容都是很大的，而且在整个线长上是均匀分布的。由于导线是绕在高u磁芯上，故导线每一小段Δl的电感量是很大的，而且均匀分布在整个线段上。这些电容和电感量通常叫分布参数，由线间电容和导线电感组成的电路叫分布参数电路，如图1-b所示。 因此，传输钱可以看成由许多电感、电容组成的耦合链，从而产生了新的传输能量的方式。当信号电压U1加在图2的输入端(1、3端)时，出于传输线间电容较大，因此信源向电容C1充电，使C1贮能。而C1又通过电感L1放电，使电感贮能．电能变为磁能。然后，电感Ll又向电容C2充电，磁能又变成了电能。如此循环不止，且把电磁能送到终端负载，最后被负载吸收。如果忽略了导线的欧姆损耗及导线问的介质损耗则输出端能量将等于输入端的能量，也就是说，通过传输线变压器，负载可以取得信源供给的全部能量。因此，在传输线变压器中，线间的分布电容不但不会影响高频能量传输而且是电磁能转换必要条件。由于电磁波主要是在导线间的介质中传播的，磁芯的铁磁损耗对信号传输的影响就大大减少，所以传输线变压器的最高工作频率就可以大大提高，这就构成了传输线变压器传递宽频带信号的可能。 传输线变压器的一个最基本构造单元是两条长度相等，且高频损耗很小的导线乎行并绕在磁环上(磁环是高频铁氧体)，具有高导磁(u大)和低损耗的特点。磁芯类型一般有NXO镍锌铁氧体和MXO锰锌铁氧体两系列。MXO通常用于频率较低的场合，当信号频率超过500K-1MHz用NXO为宜。由传输线理论可知，当传输线阻抗Zc= ，传输线处于无反射波的行波状态，能量全部送到负载。 例如：当Rs=12.5Ω，Rl=50Ω，则Zc=25Ω，也就是要选用25Ω得传输线。当Rs=50Ω，Rl=50Ω，则Zc=50Ω，也就是要选用50Ω得传输线。 综上所述，传输线变压器的最重要的问题是传输线的的分布参数的均匀度和传输线的阻抗。好多爱好者在业余条件都是用双绞或三绞和的漆包线绕制，这样不可避免的产生不均匀性和阻抗的不确定性，势必造成插入损耗增加，平衡恶化。所以专业的传输线变压器一般使用同轴电缆绕制。使用同轴电缆的好处是显而易见的，分布参数均匀，阻抗确定。但使用同轴电缆也有一个缺点，就是普通的电缆一般较粗较硬，很难在磁环穿绕。所以，一般使用的是聚四氟乙烯同轴电缆，四氟电缆的好处是，在很细的直径可以损耗很小的传递极大的功率。且特征阻抗的规格较多，选择余地较大。 常见磁性材料一般可分为三类： 金属磁粉芯、软磁铁氧体磁芯、非晶纳米晶合金磁芯 金属磁粉芯： 是一种均匀分布气隙的金属软磁材料。由于具有相对较高的饱和磁通密度，较好的温度稳定性和机械冲击适应性，金属磁粉芯材料是制造电感类器件较为理想的材料。金属磁粉芯有细分为： 铁粉磁心
第一章 1、无线通信系统的组成：发射装置、接收装置、传输媒体 2、超外差接收机的主要特点：对接收信号的选择放大作用主要是有频率固定的中频放大器来完成，当信号频率改变时，只要相应的改变本地振荡信号频率即可 3、高频电路的基本内容：高频振荡器、放大器、混频和变频、调制与解调 4、反馈控制电路：自动增益控制、自动电平控制电路、自动频率控制电路、自动相位控制电路 5、无线通信系统的类型：A、按照工作频段或传输手段分类：中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信、卫星通信B、按照通信方式分类：双工、半双工、单工C、调制方式的不同分类：调幅、调频、调相、混合调制D、传送消息的类型分类：模拟通信、数字通信或话音通信、图像通信、数据通信、多媒体通信 6、高频电路中要处理的无线电信号有三种：消息（基带）信号、高频载波信号、已调信号。前者属于低频信号，后两者属于高频信号 7、无线电信号的特性：时间特性、频谱特性、传播特性、调制特性 第二章 1、高频电路中的元件：电阻器、电容器、电感器。都属于无源线性元件 2、高频电路中得基本电路：高频振荡回路、高频变压器、谐振器、滤波器。实现信号传输、频率选择、阻抗变换等功能 3、高频振荡回路： A、简单振荡回路：只有一个回路的振荡电路。分为串联和并联谐振回路。串联适用于电源电源内阻为低内阻的情况或低阻抗电路。当频率不是非常高时，并联谐振回路应用最广。 B、抽头并联振荡回路：激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联振荡回路。可通过改变抽头位置或电容分压比来实现回路与信号源的阻抗匹配或阻抗变换。 与外电路相连的部分电压与回路总电压之比为抽头系数：
C、耦合振荡回路：主要指双谐调回路，通常有互感耦合和电容耦合两种。 耦合振荡回路在高频电路中的主要功能：一是用来进行阻抗转换以完成高频信号的传输，一是形成比简单振荡回路更好的频率特性 耦合系数： 耦合阻抗： 次级回路对初级回路的反映（射）阻抗： 耦合因子：A=kQ，Q为初次级回路相同时的品质因数，A=1为临界耦合，A<1为欠耦合，A>1为过耦合 初次级回路相同且为临界耦合时，回路带宽：，矩形系数： 4、变压器是靠磁通交连或者靠互感进行耦合的 5、高频变压器与低频变压器的不同：（1）为了减少损耗，高频变压器通常用磁导率高、高频损耗小得软磁材料做磁芯（2）高频变压器一般用与小信号场合，尺寸小，线圈匝数较少 6、传输线变压器：利用绕制在磁环上的传输线构成的高频变压器，是一种集中参数和分布参数相结合的组件。 传输线变压器主要用于传输高频信号的双导线或同轴线扭绞绕制，有传输线和变压器两种工作方式。 传输线的特点：利用两导线间的分布电容和分布电感形成一电磁波的传输系统。 传输线的工作方式的特点：在传输线的任意一点上，两导线上流过的电流大小相等、方向相反。两导线上电流产生的磁通只存在于两导线间，磁芯中没有磁通和损耗。 第三章 1、高频小信号放大器的功用：放大各种无线电设备中的高频小信号，以便进一步变换和处理。 高频小信号放大器分类：A、按频带宽度：窄带放大器、宽带放大器B、按有源器件：以分立元件为主的高频放大器和以集成电路为主的集中选频放大器 对高频小信号放大器的要求：（1）增益要高（2）频率选择性要好（3）工作稳定可靠（4）噪声系数要小 2、性能参数：（1）电压放大倍数K： （2）输入导纳： （3）输出导纳： （4）通频带与矩形系数： 3、稳定性是放大器正常工作的前提，影响放大器正常工作的原因是反向传输导纳，它将输出信号反馈到输入端，引起输入电流的变化。 当回路谐振时， 若负电导使放大器输入端的总电导为零或负值时，则即使没有外加信号，放大器输入端也会有输出信号，即产生自激 4、提高放大器稳定性的方法：一是从晶体管本身，减小其反向传输导纳，而是从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它单向化，具体方法有中和法和失配法 中和法：通过在晶体管的输出端与输入端之间引入一个附加的外部反馈电路来抵消晶体管内部参数传输导纳的反馈作用 失配法：通过增大负载导纳，进而增大总回路导纳，使输出电路失配，输出电压相应减小，对输入端的影响也就减小。常用的失配法是用两个晶体管按共发—共基方式连接成一个复合管。 5、电磁干扰的耦合途径：（1）电容性耦合（2）电感性耦合（3）公共电阻耦合（4）辐射耦