第一章--选频网络与阻抗变换-第四节-宽带阻抗变换网络---高频电子线路教学课件.ppt

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1、高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清1.4 宽带阻抗变换网络宽带阻抗变换网络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高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清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初级线圈初级线圈电感量电感量初级线初级线圈引线

2、圈引线电感电感初级线圈初级线圈损耗电阻损耗电阻次级线圈次级线圈折合到初折合到初级后的等级后的等效损耗效损耗次级线圈次级线圈折合到初折合到初级后的引级后的引线电感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。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清由于由于，当，当下降时，下降时，下降，则下降，则L L的旁路作用的旁路作用两端得到的信号幅度下降。两端得到的信号幅度下降。影响增大，使影响增大，使图1.4.3 普通变压器的等效电路（a）

3、低频端的等效电路1.4.1高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清在高频端：因为在高频端：因为大，大，可以视为开路。其等效电路可以视为开路。其等效电路如图如图1.4.3(b)1.4.3(b)所示。所示。1.4.1增加时，分布电容，分布电感及漏电增加时，分布电容，分布电感及漏电组成一串联组成一串联上压降上压降下降，且下降，且与与感的作用使感的作用使谐振回路。在谐振频率谐振回路。在谐振频率处输出处输出最大。最大。由图知，频率由图知，频率图1.4.3 普通变压器的等效电路（b）高频端的等效电路高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清1.4.2

4、 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 1、传输线、传输线(TrammsSion-Line)(TrammsSion-Line)所谓传输线所谓传输线(TrammsSion-Line)(TrammsSion-Line)是指连接信号源和负是指连接信号源和负载的两根导线，如图载的两根导线，如图1.4.4(a1.4.4(a)所示。所示。在低频工作时，因信号波长远大于导线长度，传输在低频工作时，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。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，在高频工作时、因信号波长

5、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，如图忽略，如图1.4.4(b)1.4.4(b)所示。所示。1.4.2高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清图 1.4.4 传输线1.4.2 这时在输入这时在输入信号源的作用下，信号源的作用下，沿传输线始端沿传输线始端113 3到终端到终端2424的不的不同位置上，通过同位置上，通过导线的电流和线导线的电流和线间的电压无论在间的电压无论在幅度和相位上都幅度和相位上都是不同的。是不同的。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清只有在传输线是无耗、且它的端阻抗是匹配

6、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。就越高。与其长度与其长度有关，有关，越小，上限频率越小，上限频率若若设上限频率设上限频率 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 且且则可近似认为，在上限频率范围内，线上电压和电流幅值则可近似认为，在上限频率范围内，线上电压和电流幅值处处相等（无驻波），即处处相等（无驻波），即1.4.2高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清3 3、传输线变压器的工

7、作原理、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低频端：分布电容影响小，变压器工作模式起主要作用；作用；高频端：传输线模式起主要作用；初次级线圈之间高频端：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，上限频能量的传播靠线圈之间的分布电容的耦合作用，上限频率率 上千M波段覆盖波段覆盖 1.4.2高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清 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

8、量的显然，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。传播，而是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、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，且线上任一位置上的电压，电流幅度处处相等，且 1.4.2高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清三、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

9、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，所以实现了倒相器功能。同时实现了倒相器功能。同时故故称之为称之为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高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清3、1：4（4：1）阻抗变换所以所以 而而 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：当结论：当 时，（终端匹配条件），传输线时，（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。高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清1.4.2（b）4:1阻抗变换器所以所以 又又所以所以 故故 （）同时同时 高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清高高 频频 电电 子子 线线 路路主讲 杨霓清图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两级宽带高频功率放大电路实例