高频电子线路第一章第四节自学优秀课件.ppt

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1、高频电子线路第一章第四节自学第1页，本讲稿共19页1.4 宽带阻抗变换网络（自学）宽带阻抗变换网络（自学）1.4.1 1.4.1 引言引言一、普通变压器及其特性一、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普通变压器的结构及频率特性如图1.4.11.4.1所示。所示。图1.4.1 普通变压器结构图1.4.1第2页，本讲稿共19页普通变压器的电路符号及其等效电路分别如图普通变压器的电路符号及其等效电路分别如图1.4.21.4.2所示。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初级线圈损耗

2、电阻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分布电容电容2 2、普通变压器的工作原理、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)1.4.3(a)所示。所示。第3页，本讲稿共19页由于，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第4页，本讲稿共19页在高频端：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

3、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）高频端的等效电路第5页，本讲稿共19页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第6页，本讲稿共19页1.4.2 1.4.2 传输线变压器传输线变压器一、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

4、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第7页，本讲稿共19页图 1.4.4 传输线1.4.2 这时在输入信这时在输入信号源的作用下，号源的作用下，沿传输线始端沿传输线始端1 13 3到终端到终端2 24 4的不同的不同位置上，通过导线位置上，通过导线的电流和线间的电的电流和线间的电压无论在幅度和相压无论在幅度和相位上都是不同的。位上都是不同的。第8页，本讲稿共19页只有在传输线是无耗、且它的端阻抗是匹配的，即只有在传输线是无耗、且它的端阻抗是匹配的，即 的情况

5、下，可以证明，它的上限频率的情况下，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 所对应的波长为所对应的波长为minmin取为取为minmin的十分之一到八分之一，即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），即相等（无驻波），即1.4.2第9页，本讲稿共19页2 2、传输线变压器结构、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第10页，本讲稿共19页3 3、传输线变压器的工作原

6、理、传输线变压器的工作原理传输线变压器的两种工作方式：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；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波段覆盖波段覆盖 1.4.2第11页，本讲稿共19页 当信号由当信号由1.31.3端加入时，利用端加入时，利用 与与 的能量交换的能量交换信息传输。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，而是显然，线间分

7、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。电磁波赖以传播的主要因素。注意：注意：A A、匹配：外接负载、匹配：外接负载 等于传输线特性阻抗等于传输线特性阻抗 ，与结构，尺寸和介质有关。与结构，尺寸和介质有关。B B、传输线无耗且终端匹配匹配时，沿传输线上任一、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，且位置上的电压，电流幅度处处相等，且 1.4.2第12页，本讲稿共19页 双线并绕，所以任意长度的线间电容（双线并绕，所以任意长度的线间电容（）很大，且分布均匀。）很大，且分布均匀。双线绕在高导磁率的铁氧体磁芯上，所以线上每段的双线绕在高导磁

8、率的铁氧体磁芯上，所以线上每段的电感量电感量 都很大，而且均匀分布。都很大，而且均匀分布。C C、理想和终端匹配的传输线，具有无限宽的工作频带。、理想和终端匹配的传输线，具有无限宽的工作频带。D D、终端做到严格匹配很困难，一般认为：、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 4、电路特点、电路特点1.4.2第13页，本讲稿共19页三、传输线变压器的应用举例三、传输线变压器的应用举例1 1、高频反相器、高频反相器图1.4.6 1：1高频反相器，理想、无耗的情况下：理想、无耗的情况下：又又（2.32.3）端或（）端或（1.41.4）端同时接地，所以端同时接地，所以实现了倒

9、相器功能。同时实现了倒相器功能。同时故称之为称之为1 1：1 1倒相器倒相器 阻抗匹配条件阻抗匹配条件 1.4.2第14页，本讲稿共19页 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 第15页，本讲稿共19页3、1：4（4：1）阻抗变换所以所以 而 所以所以 故故 同时同时 1.4.2图1.4.8 1:4阻抗变换器结论：当 时，（终端匹配条件），传输线变压器实现变压器实现1 1：4 4的阻抗变换。的阻抗变换。第16页，本讲稿共19页1.4.2（b）4:1阻抗变换器所以 又所以 故 （）同时 第17页，本讲稿共19页结论：阻抗匹配条件阻抗匹配条件 匹配时完成匹配时完成 不同连接时还可以构成更多的阻抗变换电路。1.4.2第18页，本讲稿共19页图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第19页，本讲稿共19页