传输线变压器的作用与优化

在通信电路中常用高频变压器和传输线变压器实现通信电路的阻抗匹配，上面所讨论的变压器原理和计算公式同样适用于高频变压器和传输线变压器。

高频变压器和传输线变压器与低频变压器的差别主要在工作频率和磁心的结构上，高频变压器的磁心常用磁导率μ很高，高频损耗很小的软磁材料。高频变压器的磁心结构主要有如图2-44a和图2-44b所示的环形和罐形结构，利用绕制在磁环上的传输线所组成的变压器称为传输线变压器，如图2-44c所示。

图2-44 磁心和传输线变压器的结构

变压器中的传输线采用可传输高频信号的双导线或同轴电缆绕制，通常用互相绝缘的两根漆包线扭绕在一起，形成双线并绕的1∶1（变比n=1）变压器。传输线变压器有传输线和变压器两种工作模式，两种工作模式常用的连接方法如图2-45所示。

图2-45a为传输线工作模式，图2-45b为变压器工作模式。传输线变压器在工作的过程中，因为在信号的高频段，传输线模式起作用，在阻抗匹配的情况下，传输高频信号的特性好；而在信号的低频段，变压器模式起作用，在阻抗匹配的情况下，传输低频信号的特性好，所以传输线变压器传输信号的带宽很宽。

【例2-10】 如图2-46所示的电路是传输线变压器的一种常用接法，求该电路的输入阻抗Z_i。

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图2-45 传输线变压器两种工作模式的连接图

图2-46 例2-10图

解 在直流电路分析中，采用加压-求流法求解电路输入阻抗的问题，加压-求流法同样也适用于交流电路的分析。

设外加的电压为，在该电压激励下的电流为，根据图2-46所标注的电流关系和传输线变压器n=1的特点可得

上述解的结论说明图2-46所示的电路为1∶4的阻抗变换器，可以实现电路阻抗变换的功能。传输线变压器也可以组成4∶1的阻抗变换器，习题2-31就是4∶1的阻抗变换器。