книги / Трансформаторы в цепях согласования и сложение мощностей радиочастотных генераторов

При реализации ТЛ из отрезка коаксиальной линии: К„ = 20; 2Е е'т

Как видим, рассматриваемое устройство при сделанном допу­ щении (соз «1) проявляет свойства повышающего ТЛ с коэффи­ циентом трансформации напряжения 2.

Так как конец 0 провода 2 соединяется с концом I провода 1, то, очевидно, конструкция устройства более удобно реализуется с применением кольцевого каркаса, в частности, ферритового коль­ ца для намотки отрезка линии.

Входной ток устройства: /вх - 1 \,- 1го С учетом (1.249), (1.252), (1.254), (1.255),

Входная проводимость устройства: 7ВХ= /вх 1Е= 1/ЯВх + 10'Хт.

Как следует из последних соотношений,^ к ^022^11К2т2+2т)2, что соответствует также условию:

Е2/К йх= | Щ{\2/Кн = | ^ Н12/Г„; уХвх*у2022 1§Р^.

Коэффициент трансформации сопротивлений:

Если устройство реализуется из отрезка коаксиальной линии при использовании центрального проводника в качестве провода 1, то и/? = 4; Лвх = 2о/4.

При реализации устройства из отрезка двухпроводной линии:

Параметры повышающего ТЛ по схеме (рис. 1.73) отличаются от параметров повышающего ТЛ на двух отрезках (рис. 1.41) только соотношением между сопротивлением нагрузки Ян и волновым со­ противлением 20 линии, из которой изготавливаются отрезки. Тре­

С/„

!2С= ^20С08Р^-у— ^51ПР^ ; (1.258)

™\2

Учитывая граничное условие: /2, = /,0 - 1/цИ Кн, из (1.258) по­ лучаем:

+^ 2 — }. 7^022 *8 Р ^

Принимая в последних выражениях соз Р^ « 1, ып (52 * 0, что Допустимо при малой электрической длине проводов, получаем:

что свойственно ТЛ.

При реализации устройства из отрезка двухпроводной линии

где 2о - волновое сопротивление линии;

Цп„ к\-Е е -т

"2

При реализации устройства из отрезка коаксиальной линии с волновым сопротивлением 20 и использовании в качестве провода 1 центрального проводника:

Как видим, рассматриваемое устройство проявляет свойства по­ нижающего ТЛ с коэффициентом трансформации напряжения 1/2.

Так как конец Ипровода 2 соединяется с концом 0 провода 1, то устройство может быть реализовано с применением кольцевого каркаса, в том числе ферритового кольца, для намотки отрезка линии.

Входной ток устройства /ох = 1и.

На основании (1.256) с учетом (1.260), (1.263), (1.264):

увх =/« /Е =/„ !Е = 1/Явх + 1/уХвх.

Согласно последним выражениям:

К и ^11(^011 + ^022 + 2^012) . ^011 + ^022 + 2^012 “ Щ1

(2 о П + 2 о22 + 2 2 0 1 2 )

Если устройство реализуется из отрезка коаксиальной линии с использованием в качестве провода 1 центрального проводника, то

При реализации устройства из отрезка двухпроводной линии:

/?вх ~ 22п = 20; /7/;= /?н / /?вх » 1/4; /Л!дХ®/*22с 1§р/.

Сопоставляя полученные выше результаты с аналогичными для устройства на двух отрезках линий (рис. 1.56), замечаем, что основ­ ное отличие имеет место в соотношениях, связывающих сопротив­ ление нагрузки КИ с волновым сопротивлением линии 20 Если в устройстве с двумя идентичными отрезками (рис. 1.56) для обес­ печения режима ТЛ необходимо иметь /?„ « 2о/2, то в устройстве

с одним отрезком (рис. 1.74) необходимо иметь Ян « 2о/4, т.е. в два раза меньше. В то же время, если обратиться к соотношению (1.262), то можно сделать заключение, что при малой электрической длине отрезка слагаемым с сомножителем зт р/ можно пренебречь с тем большим основанием, чем больше К„, и считать

У_____ (^022 +^012)_____

Величина выходного напряжения в этом случае не остается не­ изменной с изменением частоты сигнала. Но если в рабочем диапазоне частот можно принять соз р/ » сопз1 (при малой электрической длине отрезка соз р/ «1), то величина выходного напряжения бу­ дет оставаться неизменной и практически равной, как в ТЛ (1.264). Следовательно, в устройстве с одним отрезком линии (рис. 1.74) можно также применить соотношение Кн = 20/2, как и в устройстве с двумя отрезками линии (рис. 1.56). В общем случае можно выби­ рать нагрузку (или волновое сопротивление линии), исходя из соот­ ношения

тивлений будет сохранять свое значение, примерно равное 1/4. Ре­ активная составляющая входного сопротивления при выполне­ нии соотношения (1.265) не зависит от величины сопротивления нагрузки 7?н-

В повышающем ТЛ на трех отрезках линий (рис. 1.46) при ма­ лой электрической длине отрезков продольные напряжения на про­ водах 5,6 практически отсутствуют {II(, = 0 независимо от р/; /У5 « 0

С учетом граничных условий для рассматриваемого устройства справедлива следующая система уравнений:

Продольные напряжения на обмотках в схеме (рис. 1.76):

С/, = С/,о-г7и =11к -1Г и*Ъ Е -Е = 2Е

при р^ -> 0; С/4 = Е.

Так как обмотка из провода 2 совпадает по направлению на­ мотки и числу витков с обмоткой провода 1 (обмотки из одного от­ резка), то на обмотке, соответствующей проводу 2, должно быть такое же продольное напряжение, как на обмотке 1, при размеще­ нии обмоток на ферритовом сердечнике, то есть Л2« 2Е. Аналогич­ но, на обмотке из провода 3 должно быть такое же напряже­ ние, как на обмотке из провода 4, то есть 1/3= Е. С другой сторо­ ны, Л2 = гу2<ь Цз = Цзо - Е = 112о - Е. Оба последних соотношения удовлетворяются при указанных значениях: Л2» 2Е; V3 = Е.

Значение Л20 ~ 2Е вытекает также из (1.274). Действительно, если принять $т р^ = 0, соз р^ = 1, то получаем из (1.274):

^20

р %022 +г 012 2022 +1Ги

Если используются отрезки коаксиальной линии с волновым сопротивлением 2о, а проводам 1, 3 соответствуют центральные проводники, то

2% и 20 * Е “ — » 2Д при 2л » 20;

■4С2 + ^0

при использовании отрезков двухпроводной линии:

^20 * Е ~ 22с(2с+2п) , 2Е при 2С» 2а.

( 2 с + 2 „ ) 2 + 4 2 с 2 „ ~

При размещении обмоток на раздельных ферритовых кольцах результирующая индуктивность намагничивания, определяющая реактивную составляющую входного сопротивления устройства, может быть найдена из условия:

са1-йр 0)Хц1_2 Ю^цЗ_4

где 1Ц1-2, Т цз-4 - индуктивность намагничивания трансформатора из