Çeyrek dalga empedans transformatörüdür - Quarter-wave impedance transformer
Bir çeyrek dalga empedans transformatörüdür genellikle yazılı, λ / 4 empedans transformatörü , a, iletim hattı ya da dalga kılavuzu uzunluğu dörtte biri elektriksel mühendisliğinde kullanılan dalga boyu , bazı bilinen ile sonlandırılır (λ), empedans . Onun girişindeki sunar ikili o sonlandırılır hangi empedans.
Bir benzer bir kavramdır saplama ; Bir saplama kısa bir süre (veya açık) devre sonlandırılır ve gerekli empedans üretmek için uzunluğu seçilir ise ancak, λ / 4 transformatör başka bir yol olduğu; Bu önceden belirlenmiş bir uzunluktadır ve sonlandırma gerekli empedans üretmek üzere tasarlanmıştır.
Karakteristik empedans arasındaki ilişki Z 0 , giriş empedansı, Z olarak ve yük empedansı, Z, L olduğu:
Uygulamalar
En radyo frekansları üst ve VHF kadar ya da daha yüksek mikro dalga frekanslarının bir çeyrek dalga boyu normal mühendislik toleransları ile imal edilemez kadar küçük uygun pek çok ürün içindeki bileşeni birleştirmek için kısa, fakat değildir ve bu frekanslarda burada cihazdır en sık karşılaşılan bir durumdur. Bir yapmak için özellikle yararlıdır indüktör bir takım kapasitör tasarımcıları ikincisi için bir tercih beri.
Bir başka uygulama DC güç böyle bir sviçleme olarak hattına bağlı aktif cihaza enerji sağlamak için gerekli olabilen bir iletim hattı içine beslenmesi gerekir transistor ya da bir varaktör diyot mesela. İdeal bir DC voltaj kaynağının bir sunulur, yani, sıfır empedansı kısa devre ve çizgi boyunca doğrudan kısa devre bağlamak için yararlı değildir. Bir λ / 4 transformatör vasıtasıyla DC besleme hattı üzerinden sinyaller üzerinde hiçbir tesiri olmayan bir açık devre olarak kısa devre dönüştürecektir. Benzer şekilde, bir açık devre, bir kısa devre halinde transforme edilebilir.
Cihaz bir bileşen olarak kullanılabilecek bir filtre ve bir empedans matematiksel ters üretir, çünkü bu uygulamada bazen bir invertör olarak bilinir. Empedans inverterler daha yaygın anlamı ile karıştırılmamalıdır değildir güç dönüştürücü bir ters fonksiyonuna sahip bir cihaz için doğrultucu . İnvertör bir empedans tersini işlevine sahip devrelerin sınıfı için kullanılan genel bir terimdir. Birçok gibi devreler ve süreleri mutlaka bir λ / 4 trafo anlamına gelmez. Çeviriciler için en yaygın kullanımı 2 öğeli-tür dönüştürülmesidir LC Böyle bir tek unsur-tür filtre içine bir merdiven ağı olarak filtre tasarımı. Aynı şekilde, için bant geçiş filtresi, bir, iki rezonatör-tür (rezonatörler ve anti-rezonatörler) filtre bir tek-rezonatör ayni dönüştürülebilir. İnvertör olarak sınıflandırılır K -inverters veya J bir seri empedans veya bir şönt tersine çevrilmesi olup olmadığına bağlı olarak -inverters başvuruda . Λ / 4 çevirici içeren filtreler dar bant uygulamaları için uygundur. Empedans transformatörüdür hattı yalnızca belirli bir frekansta A / 4 doğru elektriksel uzunluğu sahip olmasıdır. Diğer sinyal Bu frekanstan daha az doğru bir empedans transformatörüdür empedans frekans fonksiyonu yeniden olacak ve daha az doğru bir orijinal yoğunlaştırılmış element filtre tasarım elemanı değerlerini temsil edecektir.
Operasyon teorisi
Bazı empedans, sonlandırılır bir iletim hattı , Z , L farklıdır, karakteristik empedansı , Z, 0 , bir dalga kaynağına geri sona yansıdıktan neden olur. Hattına giriş de yansıtılan voltaj gelen gerilim ve olay akımından (dalga ters yönde hareket eden, çünkü) yansıyan mevcut çıkarır ekler. Sonuç hattı (akıma gerilim oranı) giriş empedansı karakteristik empedans ve uzunluk bir hat için farklı olmasıdır l ile verilir;
- burada γ hattıdır yayılma sabiti .
Bu kayda değer olacaktır birçok durumda, burada göz önüne gibi çok kısa bir iletim hattı, kayıp hattı ve yayılma sabitinin uzunluğu boyunca tamamen hayali olarak kabul edilebilir sabit bir faz , iβ ve ifadesi azaltır empedans
Yana β açısal aynıdır wavenumber ,
çeyrek dalga uzunluğu hattı için,
ve empedans teğet işlevi bağımsız değişken yaklaşımlar sınırı alarak olur
burada çift empedansların koşulu olarak aynıdır;
notlar
Referanslar
- Bharathi Bhat, Shiban K. Koul ve mikrodalga entegre devreler için şerit hat benzeri iletim hatları , Yeni Çağ Uluslararası, 1989 ISBN 81-224-0052-3 .
- FR Connor, Dalga İletim Edward Arnold Ltd, 1972 ISBN 0-7131-3278-7
- George L. Matthaei Leo Genç ve EMT Jones, Mikrodalga Filtreler, Empedans-Eşleştirme Ağları ve Kavrama Yapıları McGraw-Hill 1964.