高頻電子線路第一章第四節(jié)自學

高頻電子線路第一章第四節(jié)自學第1頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四1.4寬帶阻抗變換網絡（自學）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構及頻率特性如圖1.4.1所示。圖1.4.1普通變壓器結構圖1.4.1第2頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四普通變壓器的電路符號及其等效電路分別如圖1.4.2所示。圖1.4.2電路符號及其等效電路（a）電路符號（b）等效電路

1.4.1初級線圈電感量初級線圈引線電感初級線圈損耗電阻次級線圈折合到初級后的等效損耗次級線圈折合到初級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，由于分布參數可以忽略，其等效電路如圖1.4.3(a)所示。第3頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四由于，當下降時，下降，則L的旁路作用兩端得到的信號幅度下降。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1.4.1第4頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四在高頻端：因為大，可以視為開路。其等效電路如圖1.4.3(b)所示。1.4.1增加時，分布電容，分布電感及漏電組成一串聯上壓降下降，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，2023年，2月20日，星期四由以上分析得到的頻率響應曲線如圖1.4.1（b）所示。普通變壓器的波段覆蓋系數可達

由于分布參數影響，頻帶受限但是由于分布參數影響，頻帶受限。圖1.4.1普通變壓器的頻率特性1.4.1第6頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四1.4.2傳輸線變壓器一、傳輸線變壓器的結構1、傳輸線(TrammsSion-Line)

所謂傳輸線(TrammsSion-Line)是指連接信號源和負載的兩根導線，如圖1.4.4(a)所示。在低頻工作時，因信號波長遠大于導線長度，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、因信號波長與導線長度可以比擬，兩導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(b)所示。1.4.2第7頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四圖1.4.4傳輸線1.4.2

這時在輸入信號源的作用下，沿傳輸線始端1—3到終端2—4的不同位置上，通過導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，2023年，2月20日，星期四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，越小，上限頻率若設上限頻率所對應的波長為λmin取為λmin的十分之一到八分之一，即且則可近似認為，在上限頻率范圍內，線上電壓和電流幅值處處相等（無駐波），即1.4.2第9頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四2、傳輸線變壓器結構圖1.4.51︰1傳輸線變壓器(a)結構圖(b)傳輸線電路(c)等效為1:1的倒相變壓器電路

1.4.2第10頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四3、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

1.4.2第11頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四

當信號由1.3端加入時，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要因素。注意：A、匹配：外接負載等于傳輸線特性阻抗

，

與結構，尺寸和介質有關。

B、傳輸線無耗且終端匹配匹配時，沿傳輸線上任一位置上的電壓，電流幅度處處相等，且1.4.2第12頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四①雙線并繞，所以任意長度的線間電容（）很大，且分布均勻。②雙線繞在高導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、終端做到嚴格匹配很困難，一般認為：（對應于的波長，傳輸線長）4、電路特點1.4.2第13頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四三、傳輸線變壓器的應用舉例1、高頻反相器圖1.4.61：1高頻反相器

，

理想、無耗的情況下：

又（2.3）端或（1.4）端同時接地，所以實現了倒相器功能。同時故

稱之為1：1倒相器阻抗匹配條件1.4.2第14頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四

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1.4.22、1：1傳輸線實現平衡和不平衡的相互轉換第15頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四3、1：4（4：1）阻抗變換所以而所以故同時1.4.2圖1.4.81:4阻抗變換器結論：當時，（終端匹配條件），傳輸線變壓器實現1：4的阻抗變換。第16頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四1.4.2（b）4:1阻抗變換器所以又所以故（）同時第17頁，共19頁，2023年，2月20日，星期四結論：

①阻抗匹配條件②