传输线变压器及其应用_曾普顺
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1-30MHz传输线变压器巴伦的设计
ｌｎ ｔ ｅ ｇ ｈ，ｍ ａｅ ｉｌａ ｄｔ ｐ Ｉｔ ｅＣ ｒ ｔ ｒａ ｎ ｙ ｅｏ ｈ Ｏ ｅ，ｔ ｒ ｕ ｅ ｆｔ ｅｗｉｅ ｕ ｎ ｎ ｍｂ ｒｏ ｈ ｒ ．Ｗ ｈｅ ｅｅｔｎｇｃ ｒ ｔｒａｓ ｈｅｅｆｃ ｆｆｒ ｉ ｅ ｍｅ ｂｌｔ ｈ ｎ ｅｗｉｈ ｎ ｓ ｌｃｉ ｏ ｅｍａ ｅｉｌ，ｔ ｆｅ ｔｏ ｅｒｔ ｐ ｒ ａ ｉ ｙ ｃ ａ ｇ ｔ ｅ ｉ
武汉 ４０７） ３ ０ ４ （ 中科 技 大学 微 波 技 术 应 用 研 究所 华
摘
要
介绍 了传输线变压器 的工作原理 ， 应用 电报方程分析它 的阻抗变换特性， 得到负载阻抗 、 源阻抗与传输线 特性 阻抗之间满足的
最佳传输条件 ， 给出传输线特性阻抗 、 传输线长度、 芯材料 、 磁 类型和导线 匝数的确定方法 ， 特别考虑 了在选择磁芯材料的时候铁氧体磁导率 随频率变化的影响 ， 为传输线变压器 巴伦的设计和优化提供 了理论基础 。 关键词 传输线 变压器 ；电报方程 ； 阻抗变换 ； 设计步骤 ；磁导率
总第 ２ ８ ６ 期
计 算 机 与 数 字 工 程
Ｃ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉ ｌＥｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｕｅ ｇｔ ｇｎ ｅｉ ａ ｎ
Ｖｏ ＿ ０ Ｎｏ ２ ｌ４ ．
１ ２４
２１ ０ ２年第 ２ 期
１３ ＭＨｚ传 输 线 变 压 器 巴伦 的设 计 －０
刘苏 苏 占腊 民 戴 洁 雪
Ｔ ２ Ｎ９ ５中 图分 类 号
Ｄｅ ｉｎ ｏ — ０ Ｈｚ Ｔｒ ｎｓ ｉｓｏ －ｉ ｅ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ｓｇ ｆ １ ３ Ｍ ａ ｍ ｓ ｉ ｎ ｌ ａ ｓ ｏ ｍｅ ｎ
ＬＩ Ｓ ｓ ＺＨ ＡＮ ｍｉ ＤＡＩ Ｊｅ ｕ Ｕ ｕ ｕ Ｌａ ｎ ｉｘ ｅ
高频电子线路(胡宴如)1-5章部分复习讨论题答案
何谓通信系统？通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？解：用电信号（或光信号）传输信息的系统，称为通信系统。
通信系统的基本组成：信源、输入变压器、输出变压器、发送设备、接受设备和信道等组成。
信源就是信息的来源。
输入变压器的作用是将信源输入的信息变换成电信号。
发送设备用来将基带信号进行某种处理并以足够的功率送入信道，以实现信号有效的传输。
信道是信号传输的通道，又称传输媒介。
接收设备将由信道传送过来的已调信号取出并进行处理，还原成与发送端相对应的基带信号。
输出变压器将接收设备送来的基带信号复原成原来形式的信息。
通信系统为什么要采用调制技术？解：调制就是用待传输的基带信号去改变高频载波信号某一参数的过程。
采用调制技术可使低频基带信号装载到高平载波信号上，从而缩短天线尺寸，易于天线辐射，实现远距离传输；其次采用调制可以进行频分夺路通信，实现信道的复用，提高信道利用率。
LC并联谐振回路有何基本特性？说明Q对回路特征的影响。
解：并联谐振回路具有谐振特性。
当外加信号频率与回路谐振频率相等，即回路谐振时，回路两端输出电压为最大，且相移为0；当外加信号频率与回路谐振频率不相等，即回路失谐时，回路两端电压迅速下降，相移增大。
利用回路的写真特性，通过调谐，可以从各种不同频率信号的总和中选出有用信号、滤除无用信号，这称为谐振回路的选频作用。
谐振回路Q 值越大，回路谐振曲线越尖锐，其选频作用越好，但通频带将会变窄。
小信号谐振放大器有何特点？解：小信号谐振放大器用来对高频小信号进行选频和放大，所以它有如下主要特点：1、负载采用LC谐振回路，放大器具有选频作用，为窄带放大器。
2、有较高的增益，适合于窄带信号的放大。
3、放大器工作在甲类线性工作状态，可采用高频小信号等效电路进行分析。
单调谐放大器有哪些主要技术指标？它们主要与哪些因素有关？为什么不能单纯追求最大的放大量？解：单调谐放大器的技术指标主要有谐振增益、通频带和选择性，另外，他还有稳定性、噪声系数等指标。
第二章-传输线理论
第二章 传输线理论
根据传输线上的分布参数是否均匀分布，可将其分为 均匀传输线和不均匀传输线。我们可以把均匀传输线分割
成许多小的微元段dz (dz<<λ)，这样每个微元段可看作集 中参数电路，用一个Γ型网络来等效。于是整个传输线可
等效成无穷多个Γ型网络的级联
第二章 传输线理论
2 - 2 无耗传输线方程及其解 一、传输线方程
即：
( ) I (z) = Ii2e jβ z + Ir2e- jβ z = Ii2 e jβ z + e- jβ z = 2Ii2 cos β z
( ) u(z,t) =
2Ui2
sin
β
z cos ω t
+
φ 2
+π
2
i(z,t) =
2
Ii2
cos β
z cos(ω t
+
φ) 2
第二章 传输线理论
=
-
Ur (z) Ir (z)
=
R0 + jωL1 G0 + jωC1
对于无耗传输线( R0 = 0, G0 = 0 )，则
Z0 =
L1 C1
对于微波传输线 ,也符合。
平行双线 同轴线 特性阻抗
在无耗或低耗情况下，传输线的特性阻抗为一实数， 它仅决定于分布参数L1和C1，与频率无关。
第二章 传输线理论
l = (2n +1) λ (n = 0,1,2,)
4
1.传输线上距负载为半波长整数倍的各点的输入阻抗等于负载阻抗；
2.距负载为四分之一波长奇数倍的各点的输入阻抗等于特性阻抗的
平方与负载阻抗的比值；
3.当Z0为实数，ZL为复数负载时，四分之一波长的传输线具有变换阻 抗性质的作用。
第3章(1)《高频电子线路》_(曾兴雯)_版高等教育出版社课后答案
4 n
4 −1/2
ξ α = 1+ 4
−nБайду номын сангаас 2
20
第3章 高频谐振放大器 2. 多级双调谐放大器
21
第3章 高频谐振放大器
3. 参差调谐放大器
多级参差调谐放大器， 多级参差调谐放大器， 就是各级的调谐回路和调 谐频率都彼此不同。 谐频率都彼此不同。 目的是增加放大器总的 带宽， 带宽，同时又得到边沿较 陡峭的频率特性。 陡峭的频率特性。
③ 对高频小信号放大器的主要要求
2
第3章 高频谐振放大器
3.1 高频小信号放大器
① 功用 ②分类
③ 主要要求 增益要高，也就是放大量要大。 ☆ 增益要高，也就是放大量要大。 ☆ 频率选择性要好。频带宽度和矩形系数。 频率选择性要好。频带宽度和矩形系数。 工作稳定可靠。 ☆ 工作稳定可靠。 接收机前级放大器内部噪声要小。 ☆ 接收机前级放大器内部噪声要小。
15
第3章 高频谐振放大器 2. 放大器的性能参数 (3) 电压放大倍数
(4) 通频带
& U0 p1p2 Yfe K0 = =− 2 2 & Ub (p1 goe + p2gie + g 0 )
fo B0.707 = QL
其中： 其中：
f o = 1/(2π LC ∑ )
Q L = 1 /( ω 0 Lg ∑ )
②晶体管
是放大器的核心，电流控制和放大作用。 是放大器的核心，电流控制和放大作用。
③输出回路 LC并联谐振回路，输出变压器 及负载 并联谐振回路， 及负载YL 并联谐振回路
5
第3章 高频谐振放大器 二、放大器性能分析 1． 晶体管的高频等效电路 ． (1) 混Π等效电路 等效电路
4 −1/2
ξ α = 1+ 4
−nБайду номын сангаас 2
20
第3章 高频谐振放大器 2. 多级双调谐放大器
21
第3章 高频谐振放大器
3. 参差调谐放大器
多级参差调谐放大器， 多级参差调谐放大器， 就是各级的调谐回路和调 谐频率都彼此不同。 谐频率都彼此不同。 目的是增加放大器总的 带宽， 带宽，同时又得到边沿较 陡峭的频率特性。 陡峭的频率特性。
③ 对高频小信号放大器的主要要求
2
第3章 高频谐振放大器
3.1 高频小信号放大器
① 功用 ②分类
③ 主要要求 增益要高，也就是放大量要大。 ☆ 增益要高，也就是放大量要大。 ☆ 频率选择性要好。频带宽度和矩形系数。 频率选择性要好。频带宽度和矩形系数。 工作稳定可靠。 ☆ 工作稳定可靠。 接收机前级放大器内部噪声要小。 ☆ 接收机前级放大器内部噪声要小。
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第3章 高频谐振放大器 2. 放大器的性能参数 (3) 电压放大倍数
(4) 通频带
& U0 p1p2 Yfe K0 = =− 2 2 & Ub (p1 goe + p2gie + g 0 )
fo B0.707 = QL
其中： 其中：
f o = 1/(2π LC ∑ )
Q L = 1 /( ω 0 Lg ∑ )
②晶体管
是放大器的核心，电流控制和放大作用。 是放大器的核心，电流控制和放大作用。
③输出回路 LC并联谐振回路，输出变压器 及负载 并联谐振回路， 及负载YL 并联谐振回路
5
第3章 高频谐振放大器 二、放大器性能分析 1． 晶体管的高频等效电路 ． (1) 混Π等效电路 等效电路
第2章《高频电子线路》_(曾兴雯)_版高等教育出版社课后答案
2.2 高频电路中的基本电路
1、简单振荡回路 （1）并联谐振回路 （2）串联谐振回路
17
第2章 高频电路基础
（1）并联谐振回路 谐振特性：
振荡回路的阻抗在某一特定频率上具 有最大或最小值的特性称为谐振特性。
1 jC Zp 1 r jL j C （当 L r 时） L C 1 r j (L ) 谐振条件： C 当回路总电抗 X=0 时，回路呈谐振状态
Q0
L
r
品质因数 Q
Q 定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。
Q 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。
8
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
二、高频电路中的有源器件 主要是：
二极管 晶体管
集成电路
完成信号的放大、非线性变换等功能。
9
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的基本电路 2.3 电子噪声及其特性 2.4 噪声系数和噪声温度
1
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
一、高频电路中的元件 高频电路中使用的元器件与在低频电路中使 用的元器件基本相同，但要注意它们在高频使用 时的高频特性。
号中心频率fs=10 MHz，回路电容C=50 pF，
试计算所需的线圈电感值。
(1) 若线圈品质因数为Q=100，试计算回路谐振电阻
及回路带宽。 (2) 若放大器所需的带宽B0.7=0.5 MHz，则应在回路 上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?
36
第2章 高频电路基础
（2）串联谐振回路 串联谐振回路是与并联谐振回路对偶的电路， 其基本特性与并联谐振回路呈对偶关系，通频带、 矩形系数与并联谐振回路相同。 电路组成： 电抗特性：
微波电路西电雷振亚老师的传输线理论
(2-12)
第2章 传输线理论
式中U+、Ｕ－、 I+、 I－分别是信号的电压及电流 振幅常数,而+、 －分别表示沿+z、 －z 轴的传输方 向,γ是传输系数,定义为
(R jL)(G jC) j (2-13)
波在z上任一点的总电压及总电流的关系可由下列
方程表示：
dU dz
2.1.1 在直流和低频领域,一般认为金属导线就是一根连
接线,不存在电阻、 电感和电容等寄生参数。实际上, 在低频情况下,这些寄生参数很小,可以忽略不计。当 工作频率进入射频/微波范围内时,情况就大不相同。 金属导线不仅具有自身的电阻和电感或电容,而且还是 频率的函数。寄生参数对电路工作性能的影响十分明 显,必须仔细考虑,谨慎设计,才能得到良好的结果。下 面研究金属导线电阻的变化规律。
第2章 传输线理论
2.3 传输线基本理论
在射频/微波频段,工作波长与导线尺寸处在同一 量级。在传输线上传输波的电压、 电流信号是时间及 传输距离的函数。一条单位长度传输线的等效电路可 由R、 L、 G、 C等四个元件组成,如图2-12所示。
第2章 传输线理论
L
R
＋
～源
－
负
C
G
载
图2-12 单位长度传输线的等效电路
第2章 传输线理论
假设波的传播方向为＋z轴方向,由基尔霍夫电压及 电流定律可得下列传输线方程式:
d 2U (z) dz2
(RG 2LC)U (z)
j(RC
LG)U (z)
0
d
2
I
(
z
)
dz2
(RG 2LC)I(z)
j(RC
LG)I (z)
《变压器》ppt教学课件
环保化
随着环保意识的提高，对电力设 备的环保性能要求也越来越高。 变压器作为电力系统的核心设备， 其环保性能的提升也是未来的重
要发展趋势。
新材料应用
高导磁料
绝缘材料
高导磁材料可以提高变压器的磁性能， 减小变压器的体积和重量，提高其能 效。
新型绝缘材料可以提高变压器的绝缘 性能和耐热性能，从而提高变压器的 安全性和寿命。
如绕组、铁芯、变压器油等部件出现故障， 应根据具体情况进行修复或更换。
及时处理异常情况
如发现变压器存在异常现象，应及时进行处 理，防止故障扩大。
加强维护和保养
定期对变压器进行维护和保养，保持其良好 的运行状态。
提高运行管理水平
加强变压器的运行管理，合理配置保护装置， 提高变压器的安全性和稳定性。
06
03
变压器工作特性
电压变换特性
总结词
描述变压器如何通过电磁感应原理实现电压的升高或降低。
详细描述
变压器通过一次侧和二次侧的线圈之间的电磁感应原理，实现电压的升高或降低 。当变压器的一次侧线圈输入交流电时，产生变化的磁场，该磁场在二次侧线圈 中感应出相应的电压，从而实现电压的变换。
电流变换特性
总结词
《变压器》教学课件
目录
• 变压器概述 • 变压器组成结构 • 变压器工作特性 • 变压器运行与维护 • 变压器故障与处理 • 变压器发展趋势与新技术应用
01
变压器概述
变压器定义
变压器定义
变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压的设备，主要由初级和次级线圈 以及铁芯组成。
变压器在电力系统中的作用
铁芯的作用
铁芯在变压器中起到导磁 的作用，将一次侧和二次 侧的磁场联系起来，实现 能量的传输。
微波与天线 第1章
∂i ( z , t ) u ( z + Δz , t ) − u ( z , t ) = RΔzi ( z , t ) + LΔz ∂t
i ( z + Δz , t ) − i ( z , t ) = GΔzu ( z + Δz , t ) + C Δz
(1-1-2)
∂u ( z + Δz , t ) ∂t
通信研究所 殷洪玺
14
第1章 均匀传输线理论
由上式可见, 传输线上电压和电流以波的形式传播, 在任 一点的电压或电流均由沿−z方向传播的行波(称为入射波)和沿 +z方向传播的行波(称为反射波)叠加而成。 现在来确定待定系数, 由图 1-2(a)可知, 传输线的边界条件 通常有以下三种:
Ii Zg Eg z L
U l = A1 + A2
1 ( A1 − A2 ) Il = Z0
通信研究所 殷洪玺
16
第1章 均匀传输线理论
由此解得
1 A1 = (U l + I l Z 0 ) 2
1 A2 = (U l − I l Z 0 ) 2
将上式代入式(1-1-7)， 则有
U ( z ) = U l chγ z + I l Z 0shγ z Ul I ( z ) = I l chγ z + shγ z Z0
＋
u(z＋ Δz,t) CΔ z GΔ z
＋
u(z,t)
－
－
z 通信研究所 殷洪玺
9
第1章 均匀传输线理论
♦设时刻t 在离传输线终端z 处电压和电流分别为u(z,t)和i(z,t)， 而在位置z+Δz 处分别为u(z+Δz,t)和i(z+Δz,t) ♦ 对于很小的Δz，应用Kirchhoff’s Law，有：
i ( z + Δz , t ) − i ( z , t ) = GΔzu ( z + Δz , t ) + C Δz
(1-1-2)
∂u ( z + Δz , t ) ∂t
通信研究所 殷洪玺
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第1章 均匀传输线理论
由上式可见, 传输线上电压和电流以波的形式传播, 在任 一点的电压或电流均由沿−z方向传播的行波(称为入射波)和沿 +z方向传播的行波(称为反射波)叠加而成。 现在来确定待定系数, 由图 1-2(a)可知, 传输线的边界条件 通常有以下三种:
Ii Zg Eg z L
U l = A1 + A2
1 ( A1 − A2 ) Il = Z0
通信研究所 殷洪玺
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第1章 均匀传输线理论
由此解得
1 A1 = (U l + I l Z 0 ) 2
1 A2 = (U l − I l Z 0 ) 2
将上式代入式(1-1-7)， 则有
U ( z ) = U l chγ z + I l Z 0shγ z Ul I ( z ) = I l chγ z + shγ z Z0
＋
u(z＋ Δz,t) CΔ z GΔ z
＋
u(z,t)
－
－
z 通信研究所 殷洪玺
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第1章 均匀传输线理论
♦设时刻t 在离传输线终端z 处电压和电流分别为u(z,t)和i(z,t)， 而在位置z+Δz 处分别为u(z+Δz,t)和i(z+Δz,t) ♦ 对于很小的Δz，应用Kirchhoff’s Law，有：