主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换1.4 宽带阻抗变换网络（自学）自学要求：1、传输线变压器与普通变压器的区别？影响 传输线变压器上、下限频率的主要因素是什 么？2、传输线变压器的绕制方法与普通变压器的 绕制方法有什么不同？3、理想传输线变压器的条件是什么？理想情 况下传输线变压器的特性阻抗是否呈纯阻？4、传输线变压器有哪些用途？主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换1.4 宽带阻抗变换网络（自学）1.4.1 引言 一、普通变压器及其特性1、普通变压器及其等效电路普通变压器的结构及频率特性如图1.4.1所示。图1.4.1 普通变压器结构图1.4.1主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换普通变压器的电路符号及其等效电路分别如图1.4.2所示。图1.4.2 电路符号及其等效电路 （a）电路符号 （b）等效电路1.4.1初级线圈 电感量初级线 圈引线 电感初级线圈 损耗电阻次级线圈 折合到初 级后的等 效损耗次级线圈 折合到初 级后的引 线电感分布 电容2、普通变压器的工作原理在低频端，由于分布参数可以忽略，其等效电路如图 1.4.3(a)所示。主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换由于，当下降时，下降，则L的旁路作用两端得到的信号幅度下降。影响增大，使图1.4.3 普通变压器的等效电路 （a）低频端的等效电路1.4.1主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换在高频端：因为大，可以视为开路。其等效电路如图1.4.3(b)所示。1.4.1增加时，分布电容，分布电感及漏电组成一串联上压降下降，且与感的作用使谐振回路。在谐振频率处输出最大。由图知，频率图1.4.3 普通变压器的等效电路 （b）高频端的等效电路主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换由以上分析得到的频率响应曲线如图1.4.1（b）所示。 普通变压器的波段覆盖系数 可达由于分布参数影响，频带受限但是由于分布参数影响，频带受限。 图1.4.1 普通变压器的频率特性1.4.1主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换1.4.2 传输线变压器 一、传输线变压器的结构1、传输线(TrammsSion-Line)所谓传输线(TrammsSion-Line)是指连接信号源和负载的两根导线，如图1.4.4(a)所示。在低频工作时，因信号波长远大于导线长度，传输线就是两根普通的连接线，因此它的下限频率为零。在高频工作时、因信号波长与导线长度可以比拟，两导线上的固有分布电感和线间分布电容的影响就不能忽略，如图1.4.4(b)所示。1.4.2主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换图 1.4.4 传输线1.4.2这时在输入信号源的作用下，沿传输线始端13到终端24的不同位置上，通过导线的电流和线间的电压无论在幅度和相位上都是不同的。 主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换只有在传输线是无耗、且它的端阻抗是匹配的，即 的情况下，可以证明，它的上限频率 就越高。与其长度有关， 越小，上限频率若设上限频率 所对应的波长为min取为min的十分之一到八分之一，即 且则可近似认为，在上限频率范围内，线上电压和电流幅值 处处相等（无驻波），即1.4.2主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换2、传输线变压器结构图1.4.5 11传输线变压器 (a) 结构图 (b) 传输线电路 (c) 等效为1:1的倒相变压器电路 1.4.2主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换3、传输线变压器的工作原理传输线变压器的两种工作方式：低频端：分布电容影响小，变压器工作模式起主要 作用；高频端：传输线模式起主要作用；初次级线圈之间能量的传播靠线圈之间的分布电容的耦合作用，上限频率 上千M波段覆盖 1.4.2主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换当信号由1.3端加入时，利用 与 的能量交换信息传输。 显然，线间分布电容，电感不再影响高频能量的传播，而是电磁波赖以传播的主要因素。注意：A、匹配：外接负载 等于传输线特性阻抗 ， 与结构，尺寸和介质有关。 B、传输线无耗且终端匹配匹配时，沿传输线上任一位置上的电压，电流幅度处处相等，且 1.4.2主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换 双线并绕，所以任意长度的线间电容（ ）很大，且分布均匀。 双线绕在高导磁率的铁氧体磁芯上，所以线上每段的电感量 都很大，而且均匀分布。 C、理想和终端匹配的传输线，具有无限宽的工作频带。D、终端做到严格匹配很困难，一般认为： （ 对应于 的波长，传输线长） 4、电路特点1.4.2主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换三、传输线变压器的应用举例1、高频反相器图1.4.6 1：1高频反相器 ，理想、无耗的情况下： 又（2.3）端或（1.4） 端同时接地，所以实现了倒相器功能。同时故称之为1：1倒相器 阻抗匹配条件 1.4.2主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换图1.4.7平衡与不平衡变换器 （a）平衡不平衡 （b）不平衡与平衡1.4.22、1：1传输线实现平衡和不平衡的相互转换 主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换3、 1：4（4：1）阻抗变换所以 而 所以 故同时 1.4.2图1.4.8 1:4阻抗变换器结论：当 时，（终端匹配条件），传输线变压器实现1：4的阻抗变换。 主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换1.4.2（b）4:1阻抗变换器所以 又所以 故 （）同时 主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换结论： 阻抗匹配条件 匹配时完成 不同连接时还可以构成更多的阻抗变换电路。1.4.2主讲 杨霓清第一章 选频网络与阻抗变换图1.4.9 两级宽带高频功率放大电路1.4.2两级宽带高频功率放大电路实例