Устройства, выполняющие широкополосную трансформацию сопротивления, принципиально различаются для диапазонов низких и высоких (радиотехнических) частот. В низкочастотных трансформаторах правомерно не принимать во внимание непосредственную электромагнитную связь между обмотками, размещенными на магнитопроводе (М). Для них характерно, что энергия передается посредством магнитопровода и характеристики трансформатора мало зависят от изменения сопротивления нагрузки (при сохранении коэффициента трансформации). Кроме того, эти характеристики малочувствительны к изменению включения зажимов трансформатора относительно общей шины, т.е. к изменению функционального назначения трансформатора. По этому критерию трансформаторы можно разделить на несколько типов согласно табл.1.1.1.
Введем для них коэффициент К
, равный отношению суммарного напряжения на обмотках трансформатора к напряжению U
на его входе (со стороны наименьшего напряжения). Для всех рассматриваемых трансформаторов примем нормированную величину U
=1
. Минимальное значение этого параметра Кмин
, обусловленное функциональным назначением трансформатора, приведено в табл.1.1.1. В дальнейшем величина К
понадобится для оценки эффективности использования проводников, в конечном счете широкополосности, реальных ВЧ трансформаторов.
В широкополосных трансформаторах (ШТ), работающих на высоких частотах, нельзя не учитывать непосредственную электромагнитную связь между обмотками. Это принципиальное отличие требует иного подхода к разработке схемных решений для ШТ. Для реализации максимально достижимой ширины рабочего диапазона частот необходимы рассмотрение ШТ как электрических цепей с распределенными параметрами и отыскание предельных характеристик таких цепей при трансформации сопротивлений. В таких ШТ наименьший вносимый коэффициент отражения в задаваемой рабочей полосе частот будет при определенной (номинальной) нагрузке. Это обусловлено тем, что схема замещения ШТ включает в себя реактивные элементы, образующие фильтр с равномерной характеристикой передачи только для определенной нагрузки. Подход к конструированию ШТ с позиции “интегральных” сосредоточенных элементов в схеме замещения (индуктивностей рассеяния, собственных и взаимных емкостей обмоток) не позволял реализовывать максимально достижимую рабочую полосу частот.
В попытке снять это ограничение были предложены трансформаторы, обмотки которых выполнялись двухпроводными линиями передачи В таких устройствах доминирующей в передачи энергии является непосредственная электромагнитная связь между обмотками. Схема замещения таких широкополосных трансформаторов на линиях (ШТЛ), содержащая линии передачи, достаточно точно отражает характеристики реальных конструкций ШТЛ в широкой полосе частот. В результате были созданы трансформаторы, обладающие существенно расширенном диапазоне частот. Вместе с тем первоначальный подход к разработке схемных решений для ШТЛ в рамках согласованных двухпроводных линий приводит к значительному превышению параметра К
в сравнении с его минимальным значением Кмин
в табл.1.1.1.
Табл.1.1.1
| № п/п | Тип трансформатора | Условное обозначение | Принципиальная эл.схема | Кмин | |
| 1 | Гальванически связанные (автотрансфор-маторы) | С несимметрич- ными входом и выходом | 1:n |
| n |
| 2 | С симметричными входом и выходом | ±(1:n) |
| n | |
| 3 | Симметрирующий, с понижением напряжения | n: ±1/2 |
| n+1/2 | |
| 4 | Симметрирующий, с повышением напряжения | 1: ± n /2 |
| n | |
| 5 | Гальванически развязанные | С изменением полярности, несимметричными входом и выходом | 1:- n |
| n+1 |
| 6 | С симметричными входом и выходом | ±(1:n) |
| n+1 | |
| 7 | Симметрирующий, с повышением напряжения | 1: ± n /2 |
| n+1 | |
| 8 | Симметрирующий, с понижением напряжения | n: ±1/2 |
| n+1 | |
Проектирование цифрового регулятора для электропривода с фазовой синхронизацией Разработка новых эффективных технологических процессов, различных машин и приборов непосредственно связана с повышением требований к лежащим в их основе электроприводам по точности, быст ...
Устройство и работа отдельных узлов рентгеновского компьютерного томографа Обобщенная структурная схема рентгеновского компьютерного томографа приведена на рис.1. Несмотря на существенные различия в принципах сканирования, конструкциях механических и электронных уз ...
Разработка эквивалентных и принципиальных схем электрического фильтра и усилителя напряжения В электротехнических, радиотехнических и телемеханических установках и устройствах связи часто ставится задача: из многих сигналов, занимающих широкую полосу частот, выделить один или н ...