真正的传输线变压器制作及应用 [复制链接]

昨晚我发现《 自制同轴传输线变压器》一文所给出的变压器并不是真正的传输线变压器，那个变压器或许应当本称为：用传输线制作的射频功率变压器。
这里我给出一个真正的传输线变压器实际应用原理图，以及制作效果图。
原理图：

效果图1：整体图示

效果图2：去掉一个线圈，以便看清接线

效果图2：换个角度看

高人   ！

哪里找这样的低阻抗同轴线呢？

这是单个传输线变压器的图像。
这个变压器实际上就是用同轴电缆穿绕在磁环上。图中磁环内部的白色零件是用塑料棒钻孔做成的，用来固定同轴电缆的位置，同时也用来上螺钉，这个零件不是必需的，制作时根据情况可以不用。

看了上面的图，不知道大家是不是知道该怎么制作了？如果有问题请大家提出来。
这里实际上是三个传输线变压器，其中l1是一个1:1的平衡不平衡变换器，它把单端50Ω（对地）阻抗变成了一个差分输出50Ω，这里实际上也可以认为是变成了两个对地25Ω，两个输出端相位相反。后面两个传输线变压器式组合在一起的9:1阻抗变换，即从两个差分50Ω阻抗变为差分50/9Ω阻抗。

需要说明的是，虽然图上l2、l3标注的同轴电缆特征阻抗为16.7Ω，但经过试验：用50Ω同轴电缆实际上性能和16.79Ω同轴电缆差别不大。当然我的试验不是很充分，这个电路是我做的一个80mhz 300w c类功放的输入匹配电路，我的应用不需要很大的带宽，所以我只测试了80mhz附近的性能。

16欧姆的电缆不好找啊！我曾经有不少！

这种变压器的带宽低端取决于电缆绕在磁环上形成的功模电感量，从原理上来说这个电感量越大越好。如果这个电感足够大，它将强迫电缆几乎只存在差模电流，同轴电缆的差模电流是不会在磁芯里面产生交变磁场的。所以如果功模电感量足够大，此信基本上不怎么发热。
这种变压器的频率高端受限于电缆的长度，通常认为电缆长度不能大于1/8波长。需要注意的是这里的波长是同轴电缆里面的波长，这个波长通常小于真空中的波长（如相对介电常数为2.25的聚四氟乙烯同轴电缆中的波长只有真空中波长的2/3）。需要说明的是，图中的l1不会受此因素的限制，这是因为它的输入、输出之间没有直接关系，不存在相位匹配的问题。
这种类型的变压器与通常的变压器相比，因为不需要磁场来耦合能量，所以此信发热问题远比普通变压器小，相同体积的传输线变压器所能处理的功率远大于普通变压器。

记号...嘿嘿...向楼主学习

再来一个1:4阻抗变换原理图。
这里25Ω同轴电缆可以用两根50Ω同轴电缆并联，不过需要注意两根同轴电缆的长度要尽量一致。前面的1:9(9:1)电路所需的16.7Ω欧电缆也可以三根50Ω电缆并联，不过根据我的经验三根电缆并联制作的时候比较不容易弄好。
这个变压器因为不需要头尾相接，高频上限应当不受电缆长度的限制（这需要仔细分析，一下子想不清楚）。

楼主高人，学习了

强贴！

学习了！请问楼主是学什么专业的？这个是什么软件？

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学习了！请问楼主是学什么专业的？这个是什么软件？

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我学的专业和这无关——计算机软件。
你是问我的图片是怎么弄的吧？我用inventor做的，inventor是一个三维机械设计软件，给出来的图片是我的产品设计中的一个片断。

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能从短波做到2米吗？

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2~150mhz？如果要用1:9的阻抗变换，可能需要改进。前面的1:1和1:4的传输线变压器应当能做得到。
除了1:1的平衡不平衡变压器，我这里给出来的都是差分传输线变压器，如果需要单端电路请开口（我需要现画，还要想想才能画出来）
落实到具体应用，还需要考虑需要承受的功率大小，需要多大的磁芯。实际制作的时候，还需要尽量减小分布电容，分布电容也会影响变压器的带宽。
我给出的实际变压器中，采用了聚四氟乙烯制作的内骨架，其中一个主要目的就是避免相邻的电缆离得太近，头尾之间空了一个孔，也是为了减少头尾之间的分布电容。这里采用聚四氟乙烯也是因为聚四氟乙烯的相对介电常数比较低。

请楼主设计一下,1:6的平转怎么做,我们最近正在研究这个东西,300欧姆和75欧姆之间该用怎样的平转,这个平转要用到安捷伦的网络分析仪上,用来测试天线用!

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请楼主设计一下,1:6的平转怎么做,我们最近正在研究这个东西,300欧姆和75欧姆之间该用怎样的平转,这个平转要用到安捷伦的网络分析仪上,用来测试天线用!

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很抱歉，1:6的阻抗变换变压器我也不会做。
如果是测量用，你可以考虑用电阻网络。电阻网络肯定有衰减，如果用于实际工作不太合适，但用于测量应当没有问题。
具体来说，你可以考虑用1:4阻抗变换把300Ω变成75Ω，然后用电阻网络进行75Ω到50Ω的阻抗变换。300Ω到75Ω平衡/不平衡变换可以采用的baluns，也可以考虑用我给出的1:1平衡不平衡变换+1:4阻抗变换，只是电缆应当采用特征阻抗75Ω、37.575Ω的电缆。
实际上，baluns就是典型的传输线变压器。

[quote=一异]看了上面的图，不知道大家是不是知道该怎么制作了？如果有问题请大家提出来。
这里实际上是三个传输线变压器，其中l1是一个1:1的平衡不平衡变换器，它把单端50Ω（对地）阻抗变成了一个差分输出50Ω，这里实际上也可以认为是变成了两个对地25Ω，两个输出端相位相反。后面两个传输线变压器式组合在一起的9:1阻抗变换，即从两个差分50Ω阻抗变为差分50/9Ω阻抗。
需要说明的是，虽然图上l2、l3标注的同轴电缆特征阻抗为16.7Ω，但经过试验：用50Ω同轴电缆实际上性能和16.79Ω同轴电缆差别不大。当然我的试验不是很充分，这个电路是我做的一个80mhz 300w c类功放的输入匹配电路，我的应用不需要很大的带宽，所以我只测试了80mhz附近的性能。[/quote]


同轴电缆传输线变压器，选择同轴电缆标称阻抗的原则为一次侧阻抗和二次侧阻抗的几何平均值。

50:5.55Ω需要16Ω标称阻抗的同轴电缆
50:12.5Ω需要25Ω标称阻抗的同轴电缆
50:200Ω需要100Ω标称阻抗的同轴电缆(实际在天调的输出1:4 bulan使用特氟龙双线纽绞线获得接近的阻抗值)

依次类推……
简单使用50Ω电缆代替设计值，在宽带应用，难以达到满意的效果。