книги / Трансформаторы в цепях согласования и сложение мощностей радиочастотных генераторов

(/1 '-/п р 1 ) =

Н[

Рис. П .2.2

по величине (П.2.2). Токи 1\х и /2х, напротив, оказываются строго противофазными: равны по величине и находятся в противофазе в сечении X проводов 1,2 фазоинвертирующего ТЛ (П.2.5).

Представление токов в виде составляющих, как показано на рис. П.2.2, не противоречит результатам анализа фазоинвертирую­ щего ТЛ с использованием уравнений связанных линий (1.8).

Например, представляя 1и = 1\ + /прЬ на основании (П.2.3а) и (П.2.1а), учитывая, что ЦЯи= /20/г„, получаем

Подставляя /2о из (1.10) и выполняя несложные преобразования, приходим к (1.12) для 1\(.

Аналогично, представляя /20 = 1Вн = /2 - /пр2, на основании (П.2.36) и (П.2.16), учитывая (П.2.3а) и 1/Ки= /20/?н, в результате не­ сложных преобразований получаем (1.10).

Так как в рассматриваемом случае

2о11 = 2 с2 + 2о, 2 о22 = 2 с2»

то оказывается

_ _ 22с22() .

"22с2 + 2о ’

у,0 = _ Е й _ е-л“

22с2+20

.(22й + 2 о)

Подставляя последние выражения для /щ и Ню в (П.3.4), получаем:

Выражение для /?вх совпадает с полученным на основании за­ кона сохранения энергии применительно к рассматриваемому уст­ ройству:

В устройстве по схеме рис. 1.29, отличающемся от рассмотрен­ ного выше по схеме рис. 1.28 отсутствием соединения у нагрузки Ка средней точки с землею (корпусом), напряжения Ню, Нго в об­ щем случае оказываются не строго в противофазе и не равны по ве­ личине:

&?00[Л +У(^022 ~^012) ^ёР^]

^0 =

с08Р^|Д)(2оО+2оп)+7 [2(Х)(2оП +^О22~^012)+^0П^О22~^т1

Е%0\2 К - ) ~-(^022 -^012)*§Р^

4)12

^ 20= -

созр^|^| (2оо+2о11)+у|^2оо(2о| 1+^022-22 012)+2о11^022~2о12 }

При реализации устройства по схеме рис. 1.29 на отрезках ко­ аксиальной линии и подключении источника сигнала Е к централь­ ному проводнику, поскольку в этом случае 200 = 2оп = %т ~ %с2, обеспечивается полная симметрия его электрических характери­ стик, причем

У\ о

независимо от величины Кн. Если Ки выбирается согласно (1.42), оказываясь равным:

22с22р

Лм ^

22с2+20

как и в устройстве по схеме рис. 1.28, то

У,о =_с/20 =_ ® й _ г-да. 22,2+20

как и в устройстве по схеме рис. 1.28.

Ток /ю и входной ток 1\( определяются так же, как и в устройст­ ве по схеме рис. 1.28, согласно (П.3.4), (П.3.5).

В итоге входное сопротивление устройства по схеме рис. 1.29 оказывается абсолютно таким же, как и у устройства по схеме рис. 1.28 при выполнении обоих устройств на отрезках одинаковых коаксиальных линий. Если выполняется условие 22с2 » 20, то в обоих случаях

1?вх * 2о>

Д'вх *У • 22с2 Щрг.

В заключение отметим, что входные сопротивления устройств по схемам рис. 1.28, 1.29 при реализации на отрезках коаксиальной линии (рис. 1.31) соответствуют входному сопротивлению электри­ ческой цепи по схеме рис. П.3.1.

Входное сопротивление цепи рис. П.3.1 можно найти, пересчи­ тав к источнику Е через отрезок линии с волновым (характеристи­ ческим) сопротивлением 20 и длиной I сопротивление параллель­ ного соединения Ян и короткозамкнутого отрезка линии длиной I с волновым (характеристическим) сопротивлением 22с2. Для опре­ деления входного сопротивления цепи (рис. П.3.1) можно использо­ вать (4.150) из ([3, кн. 1, п. 4.15.1]).

Рассматривая цепь рис. П.3.1 как эквивалентную схему сим­ метрирующего ТЛ (см. рис. 1.31), можно представить токи в прово­ дах 1, 2 с выделением в них составляющих, соответствующих продольной индуктивности, шунтирующей нагрузку Ян. Шунти­ рующая нагрузку индуктивность образуется короткозамкнутым от­ резком линии из провода 3 и наружной части провода 2. Эта линия имеет волновое (характеристическое) сопротивление 22с2. Соответ­ ственно ток продольной индуктивности в месте подключения на­ грузки Ян

Ее

пр / 2г й ц р г '

а в месте соединения проводов 2, 3 с землею (корпусом)

При малой электрической длине отрезка, когда з!п Р^ » Щ р^, ток продольной индуктивности практически одинаков в любом сечении линии.

Ток продольной индуктивности определяет величину магнит­ ной индукции в магнитопроводе ТЛ.

Если отрезок линии, соответствующий проводам 1,2, и отрезок линии, соответствующий проводу 3, разместить на раздельных магнитопроводах, то рассматриваемым устройствам по схемам рис. 1.28 и 1.29 в соответствие могут быть поставлены эквивалентные схемы рис. П.3.2 (см. также схему рис. 1.33).

Рис. П.3.2

Реактивная составляющая входного тока /вх р, обусловливаю­ щая намагничивание магнитопроводов’, протекает через последова­ тельно соединенные обмотки, образованные проводами 1,3. Сле-

* Сказанное непосредственно просматривается на схеме рис. П.3.2, б: в маг­ нитопроводе обмоток проводов 1, 2 магнитный поток создается током /вх = /вхр + + /ди, протекающим через обмотку провода 1, и током /яи, протекающим через об­ мотку провода 2. Но, так как токи /ди и /вх протекают через обмотки в противопо­ ложных направлениях относительно одинаково обозначенных и расположенных

довательно, реактивная составляющая входного сопротивления уст­ ройства определяется последовательным соединением индуктив­ ностей намагничивания Ьу1\ и Цв соответственно обмоток проводов 1,3, т. е.

Двх ~./й)(Х|д1 + Хцз) —у с о р.

Если принять обмотки одинаковыми, то а ре­ зультирующая индуктивность намагничивания 1РР = 2Ц{.

При размещении обмоток на общем магнитопроводе (см. рис. 1.33) результирующая индуктивность намагничивания будет определять­ ся результирующей обмоткой, образованной последовательным со­ единением обмоток 1, 3, и величина ее будет пропорциональна квадрату числа витков результирующей обмотки [см. (1.116)] при условии намотки обмоток в одном направлении на ферритовое кольцо. В этом случае, если обмотки содержат одинаковые числа витков, результирующая индуктивность намагничивания 1мр= 41ц, т. е. оказывается в два раза больше, чем при размещении обмоток на раздельных магнитопроводах. Увеличение результирующей индук­ тивности намагничивания приводит к увеличению реактивной со­ ставляющей входного сопротивления устройства, что расширяет его рабочую полосу в области нижних частот.

Эквивалентные схемы рис. П.3.2 справедливы также в области нижних частот или при малых электрических длинах отрезков и при размещении их на фторопластовых каркасах (катушках).

В этом случае, учитывая принятые на схеме рис. П.3.2,а на­ правления токов, можно записать следующие уравнения на основа­

В симметрирующем устройстве должно выполняться условие: 1Кн Кн/2 = - Г ЯиКн/2, из которого следует 1Ки= - Г ца, т. е. ток Г Кн по величине равен току 1цн, но протекает в противоположном направ­

лении, чем принято на рис. П.3.2,а. Очевидно, такое же соотноше­ ние между этими токами имеет место и при размещении обмоток на магнитопроводах. В итоге результирующий магнитный поток