Широкополосные трансформаторы

50-омные блоки имеют внутри себя цепи с сопротивлением, часто значительно от­личающимся от 50 Ом и лежащим в пределах 1-500 Ом. К тому же необходимо, чтобы вход/выход 50-омного звена был симметричным или несимметричным. В атом смысле согласование должно выполняться относительно входов/выходов сигнала.

Для взаимного соединения ВЧ-блоков целесообразно использовать различные пассив-ные'устройства, обладающие широкой полосой пропускания, свободной от резонансов, а именно апериодические трансформаторы, выполненные в виде традиционных согласую­щихся трансформаторов (с магнитной связью) или трансформаторов на линии¹'. Для оптимального использования полоса их рабочих частот должна быть выбрана несколько больше ширины спектра сигнала. Обмотки трансформатора размещаются чаще всего на тороидальном или трубчатом сердечнике из феррита, обладающем соответствующими

Рис. 1.2. Схема трансформатора и расположение обмоток на тороидальном сердечнике при произ­вольном значении коэффициента трансформации 7„. Приведенные здесь расчетные формулы находят широкое применение.

частотными и мощностными свойствами с относительно высокой начальной магнитной проницаемостью ц_; и высоким коэффициентом индуктивности A_L.

Тщательный выбор размеров трансформатора приводит к тому, что вносимое им затухание aj будет менее 0,8 дБ, как правило 0,3-0,6 дБ, реже 0,1-0,3 дБ при сопротивле­ниях < 250 Ом, на частотах < 50 МГц. При этом коэффициент стоячей волны (КСВ) не превышает 1,25 (s < 1,25).

Прежде всего скажем немного о согласующих трансформаторах. Они позволяют получить желаемый коэффициент трансформации Z_a, значение которого может вы­бираться в широких пределах. Полоса рабочих частот составляет около пяти октав при сопротивлениях < 250 Ом. На более высоких частотах следует учитывать ухудшение коэффициента трансформации zq и уменьшение полосы пропускания, вызванные влия­нием паразитной распределенной емкостной связи, а также значительное увеличение вносимого затухания aj.

Эквивалентная электрическая схема и расположение обмоток на тороидальном сердеч­нике трансформатора для Произвольного Z^ приведены на рис. 1.2. В данном случае можно включать трансформатор в режиме без поворота фазы. Этот трансформатор можно использовать и с двусторонней симметричной нагрузкой.

Расчетные соотношения, представленные на рис. 1.2, справедливы для всех случаев. Обмотки трансформаторов выполняются .скрученными меулу nnfinw проводами с целью получения оптимального коэффициента связи (на рисунках для наглядности показано параллельное расположение проводов). Обязательно соблюдайте верную фазировку включения обмоток, обращайте внимание на концы, обозначенные точками.

На рис. 1.3 представлены схема и расположение обмоток на тороидальном сердечнике для двух трансформаторов, у которых Zg 1:| > 1... < 4\. В этом устройстве используется так называемая квазилиния, и поэтому оно обладает очень широкой полосой рабочих частот¹'. Конструкция на основе коаксиального кабеля предпочтительнее в каскадах усиления мощности. В данном случае поворот фазы невозможен.

Схема и расположение обмоток на тороидальном сердечнике согласующего транс­форматора с Zu 1:4:9 представлена на рис. 1.4. Поворот фазы невозможен; для пре­одоления этого недостатка можно использовать вариант схемы, изображенный на рис. 1.2.

Схема и расположение обмоток на тороидальном сердечнике трансформатора, со­гласующего симметричную и несимметричную нагрузки с Z_u 1:|2:2|, изображена на рис. 1.5. Такую схему можно применять и в случае симметричной нагрузки с обеих сторон.