高频变压器和传输线变压器.ppt

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1、二、高频变压器和传输线变压器高频变压器及其特点变压器是靠磁通交链,或者说是靠互感进行耦合的。(1)为了减少损耗，高频变压器常用导磁率μ高、高频损耗小的软磁材料作磁芯。(2)高频变压器一般用于小信号场合，尺寸小，线圈的匝数较少。高频变压器中环形和罐形磁芯示意图如图2-12所示。图2-12高频变压器的磁芯结构（a）环形磁芯;(b)罐形磁芯;(c)双孔磁芯图2-13高频变压器及其等效电路(a)电路符号;(b)等效电路图2-14(a)是一中心抽头变压器的示意图。初级为两个等匝数的线圈串联,极性相同，设初次

2、级匝比为。作为理想变压器看待,线圈间的电压和电流关系分别为(2-38)(2-37)图2-14中心抽头变压器电路（a）中心抽头变压器电路;（b）作四端口器件应用2)传输线变压器传输线变压器就是利用绕制在磁环上的传输线而构成的高频变压器。图2-15为其典型的结构和电路图。图2-15传输线变压器的典型结构和电路(a)结构示意图;（b）电路图（2-39）（2-40）图2-16传输线变压器的工作方式(a)传输线方式;(b)变压器方式波速波长传输线的特性阻抗Zc决定于传输线的横向尺寸（导线的粗细、导线间的距

3、离、介质常数）。当传输线端接的负载电阻值与特性阻抗相等时，传输线上传输行波，此时有最大的传输带宽。因此，传输线工作方式的特点是，在传输线的任一点上，两导线上流过的电流大小相等、方向相反。两导线上电流所产生的磁通只存在于两导线间，磁芯中没有磁通和损耗。当负载电阻RL与Zc相等而匹配时，两导线间的电压沿线均匀分布（谐振）。这种方式传输特性的频率范围很宽。传输线变压器可以看作是双线并绕的1:1和1:4阻抗变压器。用两个或两个以上的传输线变压器组合可以得到其他阻抗变换器；也可以做平衡-不平衡变换器及3dB耦合器。

4、如图2-17所示。图2-17传输线变压器的应用举例（a）高频反相器;（b）不平衡—平衡变换器;（c）1:4阻抗变换器;(d)3分贝耦合器⑴作宽带高频反相器在实际应用中，有些场合需要得到一个与信号源电压大小相等相位相反的对地电压,这时需要用到高频反相器,而传输变压器就能实现此功能。图2-17(a)所示的是利用传输变压器实现高频反相器的示意图。图中，信号加在1、3端，2、4端接上与传输线匹配的负载电阻RL。由于传输线匹配，负载上得到的电压UL与激励电压U1相等。若将传输变压器的“2”端接地，则负载RL上的对

5、地电压正好与激励电压大小相等，相位相反。⑵不平衡-平衡变换器实际应用中，有时需要从一个信号源上得到两个大小相等，对地完全反相的电压。在这种情况下，要采用不平衡-平衡变换器。图2-17(b)所示的就是利用传输变压器构成的这种变换器。由于负载电阻分为两个，中间接地，所以两端对地电压相等并反相。信号源对地是不平衡的（一端接地），由于3端及负载中点接地，信号源有一个附加电流流过1、2线圈。但是附加电流很小（因L0较大），只是在低频段对信号有一点分流作用。此变换器的高频特性较好，因为传输线上的相移，并不影响两输出电

6、压之间的反相关系。⑶1:4阻抗变换器传输变压器的一个主要应用，就是构成4:1、1:4等宽带阻抗变换器。图2-17(c)就是1:4阻抗变换传输变压器。对于2-17(c)所示的1:4传输变压器，设流过负载电阻RL的电流为I，信号源两端呈现的电压为U1，则在RL上产生的电压为2U1，信号源提供的电流为2I，因此，信号源端呈现的输入阻抗为上式表明，传输线变压器将负载RL变换为RL/4，实现了1:4的阻抗变换。1.3滤波器一、石英晶体的物理特性石英是矿物质硅石的一种（也可人工制造），化学成分是SiO2，其形状为结晶

7、的六角锥体。图(a)表示自然结晶体，图(b)表示晶体的横截面。图2-18石英晶体的形状示意图沿着不同的轴切下，有不同的切型，X切型、Y切型、AT切型、BT、CT……等等。石英晶体具有正、反两种压电效应。当石英晶体沿某一电轴受到交变电场作用时，就能沿机械轴产生机械振动，反过来，当机械轴受力时，就能在电轴方向产生电场。且换能性能具有谐振特性，在谐振频率上，换能效率最高。石英晶体和其他弹性体一样，具有惯性和弹性，因而存在着固有振动频率，当晶体片的固有频率与外加电源频率相等时，晶体片就产生谐振。二、石英晶体振谐

8、器的等效电路和符号石英片相当一个串联谐振电路，可用集中参数Lq、Cq、rq来模拟，Lq为晶体的质量（惯性），Cq为等效弹性模数，rg为机械振动中的摩擦损耗。右图表示石英谐振器的基频等效电路。电容C0称为石英谐振器的静电容。其容量主要决定于石英片尺寸和电极面积。一般C0在几PF～几十PF。式中—石英介电常数，s—极板面积，d—石英片厚度C0rqCqLqJTbarqLqCqCoab三、石英晶体的特点①等效电感Lq特别大、等效电容