Широкополосные согласующие цепи связи

Функции широкополосных цепей связи выполняют трансформаторы на ферритовых сердечниках, а также устройства типа фильтров нижних частот или полосовых фильтров на сосредоточенных элементах L, C либо на распределенных структурах.

На выбор схемы и конструкции широкополосного усилителя влияют два обстоятельства: 1) необходима коррекция АЧХ усилителя в связи с проявлением инерционных свойств транзистора в верхней части диапазона; 2)трудно реализовать обычный трансформатор, особенно мощный, из-за влияния индуктивностей рассеяния и межвитковых и межобмоточных емкостей.

Для уменьшения влияния паразитных емкостей обмоток, а также индуктивностей рассеяния применяются трансформаторы принципиально нового типа, а именно трансформаторы на линиях (ТЛ). В литературе ТЛ иногда называют трансформаторами типа “длинная линия” (ТДЛ), трансформаторами Рутрофа и др.

1.7. Трансформаторы типа “длинная линия” – ТДЛ

Как известно, линия, согласованная на концах, имеет весьма широкую полосу пропускания. ТДЛ содержит одну или несколько согласованных линий. Согласованная линия имеет коэффициент трансформации равный 1. Следовательно, чтобы получить коэффициент трансформации, отличный от 1, можно соединить несколько линий. Существует много вариантов соединения отрезков линий, намотанных на ферритовый сердечник и образующих ТДЛ с дискретными коэффициентами трансформации.

Рассмотрим схему трансформации сопротивлений составленную из двух линий, соединенных последовательно по входу и параллельно по выходу (см. рисунок 1.8, а) схема работает в режиме согласования при и , обеспечивает тем самым трансформацию сопротивлений как 4:1. Например, если Ом – выходное сопротивление транзистора, а сопротивление нагрузки Ом, то выбирая линии с Ом получим (т.1 и 6) равное 48 Ом, т.е. Ом, (т.3 и 4) равное 12 Ом.

Рисунок 1.8 ТДЛ с коэффициентом трансформации

по сопротивлению 4:1.

Схему на рисунке 1.8,а можно упростить, заменив нижнюю линию короткозамкнутыми перемычками, так как точки 5-3 и 6-4 в схеме имеют соответственно одинаковый потенциал. В результате схема (рисунок 1.8,а) преобразуется к виду (рисунок 1.8,б). Эквивалентная схема ТДЛ в области низких частот представлена на рисунке 1.8, в, г, его устройство и соединение концов обмотки – на рисунке 1.8, д .

Принцип трансформации сопротивлений, лежащий в основе построения схемы рисунок 1.8,а, можно использовать для получения большого значения коэффициента трансформации. Для этого необходимо соединить последовательно по входу и параллельно по выходу (или наоборот) n одинаковых линий с волновым сопротивлением .

Длина линий выбирается из условия , волновое сопротивление (для схемы рисунок 1.8,а) .