传输线变压器工作原理，你能看懂么？

以下整个顶楼，都是百度上复制过来的，需要看图的直接百度一下，马上搜到。

问题:看完后，你能理解它说的什么意思么？


△
传输线变压器

传输线变压器， 顾名思义，它是在传输线和变压

器理论基础上将二者有机结合而形成的新元件，它既

具有变压器的性能，又有传输线的特性，因此具有频

带宽的特点，通常被用在射频电子电路中。

目录

传输线变压器的结构

传输线变压器的工作原理

传输线变压器的特点

传输线变压器的应用

传输线变压器的结构

传输线变压器由环状磁芯和传输线构成，磁芯是

用高导磁率、低损耗的铁氧体材料制成的，其直径可

大可小（视功率的大小而定），小的只有几毫米，大

的有几十毫米，将传输线（扭绞线、平行线、同轴线

等）缠绕在磁芯上所形成的便是传输线变压器，其结

构见图1 所示，它有四个端子，可分别接信号源和负

载。

传输线变压器的工作原理

对于普通变压器，其本身的高频特性差。而要改

善低频响应，就要增加初级线圈匝数（加大电感），

这样又导致分布电容的增大，使高频响应愈加变坏。

采用高导磁率磁芯可使高、低频率特性大大改善，但

磁芯都有其最佳工作频段，高于此频段时，磁芯的损

耗增加，使其传输效率下降。由于分布电容和漏感的

影响，即使采用了高导磁率磁芯的普通变压器，仍然

不能工作在更高的频段和传递宽带信号。而新元件——

传输线变压器，因其最高频率可达几百兆赫甚至上千

兆赫，而常在射频段使用。

由于两根导线紧靠绕在一起，因此任意点的线间

电容都是很大的，且在整个线上是均匀分布的。由于

导线绕在高µ 磁芯上，故导线每一小段的电感量是很

大的，且均匀分布在整个线上。由此传输线可以看成

由许多电感、电容组成的耦合链，传输线变压器正是

利用这些电感和电容之间的耦合， 完成了能量的传输

。因此，在传输线变压器中，两线间的分布电容不但

不会影响高频能量传输，而且是电磁能转换的必要条

件。由于电磁波主要是在导线间的介质中传播，磁芯

的损耗对信号传输的影响就会大大减少，所以传输线

变压器的最高工作频率就可以大大提高，这就使传输

线变压器传输高频、宽带信号成为可能。

负载与传输线的特性阻抗相等时，即在负载匹配

的条件下，两个线圈中通过的电流大小相等，方向相

反（图2），在磁芯中产生的磁场正好相互抵消，因此

磁芯中没有功率损耗，这对传输线工作方式极为有利

。由于2、3 两端都接地，这样信号电压V1 加在传输

线始端1、3 时，同时也加到线圈1、2 两端，负载则

也接到线圈的3、4 端（图3），传输线变压器同时按

变压器方式工作。由于电磁感应，负载也获得了与V1

大小相等的感应电压V2，不过V1 与V2 反相。此时，

在1、3 和2、4 端的电压仍分别为V1 和V2，从而也保

证了传输线工作方式的电压关系。

可见，在信号源和负载之间同时存在两条能量传

输途径。在高频范围，激磁感抗很大，激磁电流可以

忽略不计，传输线方式起主要作用，这时变压器的漏

感和分布电容等都作为传输线特性阻抗的组成部分，

上限频率不再受漏感和分布电容的限制，且不受磁芯

频率上限的限制。在中频段上，漏感作用不明显，激

磁感抗仍然很大，激磁电流仍可略去，传输变压器近

似于理想传输线。同时由于传输线的电长度很短（一

般小于八分之一波长）可视为短接线，输入信号将直

接加到负载上，能量的传输不会受到变压器的影响，

因此传输线变压器具有良好的高频特性。在低频率段

，由于激磁感抗下降，激磁电流上升，输出将减小，

但由于采用了高µ的磁芯，两线圈的耦合很紧，信号仍

可由次级很好地输出，此时变压器传输方式起着主要

作用。因此，在低频率段传输线变压器仍具有较好的

特性。

传输线变压器的特点

传输线变压器是传输线工作原理和变压器工作原

理相结合的产物，信号能量根据激励信号频率的不同

以传输线或变压器方式传输。因此，传输线变压器具

有良好的宽频带传输特性。传输线变压器与普通变压

器相比，其主要特点是工作频带极宽，上限频率高达

上千MHz，频率覆盖系数（即上限频率对下限颇率的

比值）达到104。而普通高频变压器的上限频率只能达

到几十MHz，频率覆盖系数只有几百。由于传输线变

压器有良好的高频和低频特性，且具有体积小、易制

作、承受功率大、损耗小的特点而在射频段被广泛应

用。

传输线变压器的应用

1. 实现宽带阻抗匹配

2. 实现平衡、不平衡转换

3. 实现功率合 传输线变压器

传输线变压器， 顾名思义，它是在传输线和变压

器理论基础上将二者有机结合而形成的新元件，它既

具有变压器的性能，又有传输线的特性，因此具有频

带宽的特点，通常被用在射频电子电路中。

目录

传输线变压器的结构

传输线变压器的工作原理

传输线变压器的特点

传输线变压器的应用

传输线变压器的结构

传输线变压器由环状磁芯和传输线构成，磁芯是

用高导磁率、低损耗的铁氧体材料制成的，其直径可

大可小（视功率的大小而定），小的只有几毫米，大

的有几十毫米，将传输线（扭绞线、平行线、同轴线

等）缠绕在磁芯上所形成的便是传输线变压器，其结

构见图1 所示，它有四个端子，可分别接信号源和负

载。

传输线变压器的工作原理

对于普通变压器，其本身的高频特性差。而要改

善低频响应，就要增加初级线圈匝数（加大电感），

这样又导致分布电容的增大，使高频响应愈加变坏。

采用高导磁率磁芯可使高、低频率特性大大改善，但

磁芯都有其最佳工作频段，高于此频段时，磁芯的损

耗增加，使其传输效率下降。由于分布电容和漏感的

影响，即使采用了高导磁率磁芯的普通变压器，仍然

不能工作在更高的频段和传递宽带信号。而新元件——

传输线变压器，因其最高频率可达几百兆赫甚至上千

兆赫，而常在射频段使用。

由于两根导线紧靠绕在一起，因此任意点的线间

电容都是很大的，且在整个线上是均匀分布的。由于

导线绕在高µ 磁芯上，故导线每一小段的电感量是很

大的，且均匀分布在整个线上。由此传输线可以看成

由许多电感、电容组成的耦合链，传输线变压器正是

利用这些电感和电容之间的耦合， 完成了能量的传输

。因此，在传输线变压器中，两线间的分布电容不但

不会影响高频能量传输，而且是电磁能转换的必要条

件。由于电磁波主要是在导线间的介质中传播，磁芯

的损耗对信号传输的影响就会大大减少，所以传输线

变压器的最高工作频率就可以大大提高，这就使传输

线变压器传输高频、宽带信号成为可能。

负载与传输线的特性阻抗相等时，即在负载匹配

的条件下，两个线圈中通过的电流大小相等，方向相

反（图2），在磁芯中产生的磁场正好相互抵消，因此

磁芯中没有功率损耗，这对传输线工作方式极为有利

。由于2、3 两端都接地，这样信号电压V1 加在传输

线始端1、3 时，同时也加到线圈1、2 两端，负载则

也接到线圈的3、4 端（图3），传输线变压器同时按

变压器方式工作。由于电磁感应，负载也获得了与V1

大小相等的感应电压V2，不过V1 与V2 反相。此时，

在1、3 和2、4 端的电压仍分别为V1 和V2，从而也保

证了传输线工作方式的电压关系。

可见，在信号源和负载之间同时存在两条能量传

输途径。在高频范围，激磁感抗很大，激磁电流可以

忽略不计，传输线方式起主要作用，这时变压器的漏

感和分布电容等都作为传输线特性阻抗的组成部分，

上限频率不再受漏感和分布电容的限制，且不受磁芯

频率上限的限制。在中频段上，漏感作用不明显，激

磁感抗仍然很大，激磁电流仍可略去，传输变压器近

似于理想传输线。同时由于传输线的电长度很短（一

般小于八分之一波长）可视为短接线，输入信号将直

接加到负载上，能量的传输不会受到变压器的影响，

因此传输线变压器具有良好的高频特性。在低频率段

，由于激磁感抗下降，激磁电流上升，输出将减小，

但由于采用了高µ的磁芯，两线圈的耦合很紧，信号仍

可由次级很好地输出，此时变压器传输方式起着主要

作用。因此，在低频率段传输线变压器仍具有较好的

特性。

传输线变压器的特点

传输线变压器是传输线工作原理和变压器工作原

理相结合的产物，信号能量根据激励信号频率的不同

以传输线或变压器方式传输。因此，传输线变压器具

有良好的宽频带传输特性。传输线变压器与普通变压

器相比，其主要特点是工作频带极宽，上限频率高达

上千MHz，频率覆盖系数（即上限频率对下限颇率的

比值）达到104。而普通高频变压器的上限频率只能达

到几十MHz，频率覆盖系数只有几百。由于传输线变

压器有良好的高频和低频特性，且具有体积小、易制

作、承受功率大、损耗小的特点而在射频段被广泛应

用。

传输线变压器的应用

1. 实现宽带阻抗匹配

2. 实现平衡、不平衡转换

3. 实现功率合

△完

我觉得如果要分享，还是传个链接比较好吧

Amigo_cai 发表于 2016-1-12 19:28
我觉得如果要分享，还是传个链接比较好吧

链接到：

http://wenku.baidu.com/link?url= ... jFBktenn0CuK6yegIzy

某网站上复制粘贴来的，我看这个讨论很重要，就弄过来接着讨论。


@
关于传输线变压器的两种说法，哪种正确？


用户名：wuljia
注册时间：2009-12-15 15:21:00
楼主  发布时间：2013-3-12 11:22:14    点击率：188
关于传输线变压器的两种说法，哪种正确？
说法一：

-------------------------------------------

对于传输线变压器来说，传输线本身的信号传递过程，与传输线用来做馈线是没有任何差别的。

与普通传输线相比，只不过我们通过外部的加磁芯，或其他手段，强迫此传输线的两端之间出现电位差；而传输线单纯用于信号传递的时候，通常传输线两端对地电位是不变的。

在传输线变压器中，（如果我们忽略传输线的损耗）传输线变压器的传输线首尾两端的电压（平衡传输线的差模电压，或同轴电缆内导体与外导体之间的电压）是不变的。从这个角度上来看，传输线变压器的信号处理能力，等于用来做传输线变压器的传输线本身。

最后，传输线变压器的信号完全不依赖磁场耦合，这是传输线变压器与普通变压器的根本区别。在传输线变压器中，我们经常使用磁芯，但这里磁芯完全不是用来耦合功率，而是用来产生一个很大的功模电感，这个电感存在的目的是阻止共模电流，或者说增加传输线变压器两端的隔离度。

--------------------------------------------

说法二：

--------------------------------------------

传统变压器,初次级间完全依赖磁传递能量;

传输线变压器,初次级间的线间电容与磁一起参与传递能量.

这就是两种不同变压器的根本区别.

道理是非常简单的:

从一个正弦波中我们可以清楚地看到,电压随时间变化最大的就是上升沿和

下降沿,这部分能量由初次级间的线间电容偶合传递;电压随时间变化最小的

就是顶部和底部,这部分能量通过磁偶合传递.

把一个正弦波分成两个不同途径来传递,这就是同样功率传输线变压器比传

统变压器体积小的根本原因,也是传输线变压器线性特别好的根本原因.

--------------------------------------------

哪种是正确的？



用户名：HWM
注册时间：2009-12-15 16:22:00
1楼  发布时间：2013-3-12 11:22:14
传输线变压器就是将传输线绕成一个“电感”。由于其双线并绕，其双线间的特征阻抗维持不变。传输线变压器既具有变压器（1比1）特性，同样也具有传输线特性。具体就看你如何应用了。


用户名：李冬发
注册时间：2009-12-15 19:09:00
2楼  发布时间：2013-3-12 11:22:14
第一个描述是很扯的蛋的。



3楼  发布时间：2013-3-12 11:22:14
传输线变压器再低频工作于变压器状态，利用磁场耦合，高频时工作于传输线状态，利用自身的分布参数

以上所有问题，必须把传输线变压器本初设计思路--简单地说，就是发明者是怎么想出来的--弄清，否则扯不清。

xukun977 发表于 2016-1-14 16:41
以上所有问题，必须把传输线变压器本初设计思路--简单地说，就是发明者是怎么想出来的--弄清，否则扯不清 ...

下面这个传输线变压器物理构成图，哪错了？为什么错了？

xukun977 发表于 2016-1-14 16:43
下面这个传输线变压器物理构成图，哪错了？为什么错了？

说到这个话题，中文论坛中此知识来源，高度统一，就是张肃 文的[高频电子线路]，而且就那两页。

xukun977 发表于 2016-1-15 13:15
说到这个话题，中文论坛中此知识来源，高度统一，就是张肃 文的[高频电子线路]，而且就那两页。

...

接上页:

此书当时浪费我许多时间，不管看多少遍，都有点晕乎，感觉自己理解能力太弱，暂时搁置。
如今看来，网上许多人对TT的理解，也都是止于此书！机械复述教材原文，说明大家都不大理解！可见当初放弃继续看此书，是正确决定。

xukun977 发表于 2016-1-14 16:41
以上所有问题，必须把传输线变压器本初设计思路--简单地说，就是发明者是怎么想出来的--弄清，否则扯不清 ...

这个讨论很有意义。发明者也不一定把原理都搞透了，有效果就先用起来，后人再慢慢总结。一个搞清楚了的事，一般也能讲清楚；多数人感到理解困难的原理，反证了该原理没被讲清楚。

要讨论清楚，需要依据事实，最好拿数据说话。如果有学生搞这个原理课题，需要做不少实验。
传输线变压器原理的应用还有磁环-绞线：“功率合成器”、“功率分配器”、“平衡-非平衡变换器”等。体现原理的指标有：插损、带宽、匹配等。
现象：
在20-800MHz范围的上述器件中，1.磁环的导磁系数在20左右，高导磁系数的低频效果好，频带窄；低的高频指标较好，频带上移。2.指标跟绞线长度（绕前）有关，长的低频指标较好，短的高频指标较好。3.对于相同导磁系数的磁环，使用小尺寸磁环、相同短绞线下不同匝数的绕制，有望移动频带、改善带宽。......

这里面参予了多个原理，由此可以展开想象。

jz0095 发表于 2016-1-16 06:15
这个讨论很有意义。发明者也不一定把原理都搞透了，有效果就先用起来，后人再慢慢总结。一个搞清楚了的事 ...

先别扯这些，把上面教材中的两页内容看懂先。

根据上面图片中教材内容，问几个为什么。
问题一，333页第二大段，为什么说必须是1,4或2.3同时接地才行？

问题二，紧接着上面部分，教材又来了句:1.3看进去的阻抗应等于Rc。
为什么这么说？"应等于"是什么意思？

8楼图片中第三段问题最关键，也是最多疑的。

问题三，如何理解"通常同时存在这两种工作模式"这句话？怎么个同时存在法？

问题四，8楼图片上倒数第二段最空虚，高频的原因就一句话-分布电容成了传输线一部分！两种模式同时存在，你不用只用一个模式来解释把？

xukun977 发表于 2016-1-16 07:08
问题四，8楼图片上倒数第二段最空虚，高频的原因就一句话-分布电容成了传输线一部分！两种模式同时存在，你 ...

你把8楼顺时针转兀/2如何？

根据上面图片中教材内容，问几个为什么。
问题一，333页第二大段，为什么说必须是1,4或2.3同时接地才行？
问题二，紧接着上面部分，教材又来了句:1.3看进去的阻抗应等于Rc。
为什么这么说？"应等于"是什么意思？

第一问，为什么”必须1,4同时接地“，我没有具体结果，只能猜想是由结果的差别得出的结论。如果4端不接地，整个结构就是传输线接悬浮负载RL，在源端呈现一个单端口负载Zin。
第二问，是为了达到最大带宽和吸收最大功率，要求Zin=Rc(源阻抗），这就同时要求绞线特性阻抗=Rc，RL=Rc。这些条件，对于上面悬浮RL的传输线条件是需要的。还不清楚变压器原理在其中起到多少作用。但是有一点可以确定：磁环降低了磁力线的发散，对提升幅度有作用。

问题三，如何理解"通常同时存在这两种工作模式"这句话？怎么个同时存在法？
问题四，8楼图片上倒数第二段最空虚，高频的原因就一句话-分布电容成了传输线一部分！两种模式同时存在，你不用只用一个模式来解释把？

这两个问题差不多。我的理解，传输线模式是主要工作模式。当绞线绕在磁环上，就形成电感结构，源电流流过”电感“会在磁环中形成磁通，该磁通会增进耦合、降低无磁环时的损耗。不论这种效应称作什么模式造成的，效应是存在的。

传输线变压线类似于双股同YAO的线圈，因此，有相同的磁通量，电压大小和极性相同，基于以上的认只可得出阻抗变换，功率分配等功能，

想起来有一种巴伦，是纯变压器结构：原边驱动，经磁环磁通耦合，在次边输出。这个原边、次边各由绞线的一根导线构成。
这种变压器原理的巴伦频带也很宽，说明变压器原理的功能也可以很大。
回到第一问”为什么4端一定要接地？“，是因为4端是原边的一端，不接地形不成变压器结构。

等了4天了，还是没等到[看图识字]，在意料之中。

第一个问题:
传输线变压器太娇气了，无法通过简单地通过移动ground，实现同向或反相的反转！！！(引用张肃文说法，功率无所谓同/反相，这里同反指的是电压)