CN109462377A - 一种双向宽频带连续阻抗变换器 - Google Patents

一种双向宽频带连续阻抗变换器 Download PDF

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李卫泽
高娜娜
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Abstract

本发明公开了一种双向宽频带连续阻抗变换器，包括与信号输入端连接的第一绕组、与信号输出端连接的第二绕组，以及调节第一绕组、第二绕组变比的调节电路；所述第一绕组包括第一固定变压器绕组、第一可变变压器一级绕组、第一可变变压器二级绕组、第一可变变压器三级绕组、第一单刀双掷继电器、第二单刀双掷继电器、第三单刀双掷继电器；第二绕组与第一绕组结构相同。本发明阻抗变换器实现了宽频带、双向、准连续较大阻抗范围的阻抗变换，解决了宽频带较大阻抗范围里变换到50Ω的匹配问题，具有成本低、易于实现、使用稳定可靠的特点，有利于降低电路复杂程度。

Description

一种双向宽频带连续阻抗变换器
技术领域
本发明涉及电信领域，尤其涉及一种双向宽频带连续阻抗变换器。
背景技术
功放都是按照50Ω设计的输入、输出阻抗，因此使用时均需要把负载变换到50Ω才能进行匹配。而在实际使用中，经常出现宽频带里阻抗在较宽的范围内任意出现(如500Ω～5Ω)的状况，为解决阻抗匹配问题，通常是采用不同的电路形式改变电路元件参数及元件数量，实现低阻或高阻到50Ω的变换。此方法理论上虽能够实现阻抗变换，但电路复杂，需用两种电路形式，自动匹配时需有：信号处理电路、单片机电路、驱动电路、软件算法等，这就造成系统复杂，成本较高。
针对以上问题，申请人提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种可比较简单的实现双向宽频带连续阻抗变换器。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种双向宽频带连续阻抗变换器，包括与信号输入端连接的第一绕组、与信号输出端连接的第二绕组；
所述第一绕组包括第一固定变压器绕组、第一可变变压器一级绕组、第一可变变压器二级绕组、第一可变变压器三级绕组、第一单刀双掷继电器、第二单刀双掷继电器、第三单刀双掷继电器；其中，第一固定变压器绕组的输入端与信号输入端连接，其输出端与第一单刀双掷继电器的动触点连接，第一可变变压器一级绕组的输入端与第一单刀双掷继电器的常开触点连接，第一可变变压器一级绕组的输出端连接有短路线，短路线末端与第一单刀双掷继电器的常闭触点连接，第一可变变压器一级绕组的输出端还与第二单刀双掷继电器的动触点连接，第一可变变压器二级绕组的输入端与第二单刀双掷继电器的常开触点连接，第一可变变压器二级绕组的输出端连接有短路线，短路线末端与第二单刀双掷继电器的常闭触点连接，第一可变变压器二级绕组的输出端还与第三单刀双掷继电器的动触点连接，第一可变变压器三级绕组的输入端与第三单刀双掷继电器的常开触点连接，第一可变变压器三级绕组的输出端接地连接，第一可变变压器三级绕组的输出端还连接有短路线，短路线末端与第三单刀双掷继电器的常闭触点连接；
所述第二绕组包括第二固定变压器绕组、第二可变变压器一级绕组、第二可变变压器二级绕组、第二可变变压器三级绕组、第四单刀双掷继电器、第五单刀双掷继电器、第六单刀双掷继电器；其中，第二固定变压器绕组的输出端与信号输出端连接，第二固定变压器绕组的输入端与第四单刀双掷继电器的动触点连接，第二可变变压器一级绕组的输出端与第四单刀双掷继电器的常闭触点连接，第二可变变压器一级绕组的输入端连接有短路线，短路线末端与第四单刀双掷继电器的常开触点连接，第二可变变压器一级绕组的输入端还与第五单刀双掷继电器的动触点连接，第二可变变压器二级绕组的输出端与第五单刀双掷继电器的常闭触点连接，第二可变变压器二级绕组的输入端连接有短路线，短路线末端与第五单刀双掷继电器的常开触点连接，第二可变变压器二级绕组的输入端还与第六单刀双掷继电器的动触点连接，第二可变变压器三级绕组的输出端与第六单刀双掷继电器的常闭触点连接，第二可变变压器三级绕组的输入端接地连接，第二可变变压器三级绕组的输入端还连接有短路线，短路线末端与第六单刀双掷继电器的常开触点连接；
所述第一单刀双掷继电器、第二单刀双掷继电器、第三单刀双掷继电器、第四单刀双掷继电器、第五单刀双掷继电器、第六单刀双掷继电器均由一个电磁铁控制，电磁铁通控制对应单刀双掷继电器的动触点变化，改变第一绕组、第二绕组变比。
进一步的，所述第一固定变压器绕组、第二固定变压器绕组均为三圈或四圈，第一可变变压器一级绕组、第二可变变压器一级绕组均为一圈，第一可变变压器二级绕组、第二可变变压器二级绕组均为两圈，第一可变变压器三级绕组、第二可变变压器三级绕组均为三圈或四圈。
进一步的，所述第一固定变压器绕组、第二固定变压器绕组均为三圈，第一可变变压器三级绕组、第二可变变压器三级绕组均为四圈。
进一步的，所述电磁铁分别由一个LC电路控制，LC电路包括串联的控制开关、电源、电容、电感，电磁铁与其对应的LC电路的电容并联。
进一步的，所述供电电路的电容电容量均为0.1μF。
进一步的，所述供电电路的电感电感量均为1mH。
进一步的，所述电源电压为24V。
本发明的有益效果是：本发明阻抗变换器实现了宽频带、双向、准连续较大阻抗范围的阻抗变换，解决了宽频带较大阻抗范围里变换到50Ω的匹配问题，具有成本低、易于实现、使用稳定可靠的特点，有利于降低电路复杂程度。
附图说明
图1为本发明双向宽频带连续阻抗变换器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种双向宽频带连续阻抗变换器，包括与信号输入端连接的第一绕组、与信号输出端连接的第二绕组；
所述第一绕组包括第一固定变压器绕组Ni1、第一可变变压器一级绕组Ni2、第一可变变压器二级绕组Ni3、第一可变变压器三级绕组Ni4、第一单刀双掷继电器J1、第二单刀双掷继电器J2、第三单刀双掷继电器J3；其中，第一固定变压器绕组Ni1的输入端与信号输入端连接，其输出端与第一单刀双掷继电器J1的动触点连接，第一可变变压器一级绕组Ni2的输入端与第一单刀双掷继电器J1的常开触点连接，第一可变变压器一级绕组Ni2的输出端连接有短路线，短路线末端与第一单刀双掷继电器J1的常闭触点连接，第一可变变压器一级绕组Ni2的输出端还与第二单刀双掷继电器J2的动触点连接，第一可变变压器二级绕组Ni3的输入端与第二单刀双掷继电器J2的常开触点连接，第一可变变压器二级绕组Ni3的输出端连接有短路线，短路线末端与第二单刀双掷继电器J2的常闭触点连接，第一可变变压器二级绕组Ni3的输出端还与第三单刀双掷继电器J3的动触点连接，第一可变变压器三级绕组Ni4的输入端与第三单刀双掷继电器J3的常开触点连接，第一可变变压器三级绕组Ni4的输出端接地连接，第一可变变压器三级绕组Ni4的输出端还连接有短路线，短路线末端与第三单刀双掷继电器J3的常闭触点连接；
所述第二绕组包括第二固定变压器绕组No1、第二可变变压器一级绕组No2、第二可变变压器二级绕组No3、第二可变变压器三级绕组No4、第四单刀双掷继电器J4、第五单刀双掷继电器J5、第六单刀双掷继电器J6；其中，第二固定变压器绕组No1的输出端与信号输出端连接，第二固定变压器绕组No1的输入端与第四单刀双掷继电器J4的动触点连接，第二可变变压器一级绕组No2的输出端与第四单刀双掷继电器J4的常闭触点连接，第二可变变压器一级绕组No2的输入端连接有短路线，短路线末端与第四单刀双掷继电器J4的常开触点连接，第二可变变压器一级绕组No2的输入端还与第五单刀双掷继电器J5的动触点连接，第二可变变压器二级绕组No3的输出端与第五单刀双掷继电器J5的常闭触点连接，第二可变变压器二级绕组No3的输入端连接有短路线，短路线末端与第五单刀双掷继电器J5的常开触点连接，第二可变变压器二级绕组No3的输入端还与第六单刀双掷继电器J6的动触点连接，第二可变变压器三级绕组No4的输出端与第六单刀双掷继电器J6的常闭触点连接，第二可变变压器三级绕组No4的输入端接地连接，第二可变变压器三级绕组No4的输入端还连接有短路线，短路线末端与第六单刀双掷继电器J6的常开触点连接；
所述第一固定变压器绕组Ni1、第二固定变压器绕组No1均为三圈，第一可变变压器一级绕组Ni2、第二可变变压器一级绕组No2均为一圈，第一可变变压器二级绕组Ni3、第二可变变压器二级绕组No3均为两圈，第一可变变压器三级绕组Ni4、第二可变变压器三级绕组No4均为四圈。
所述第一单刀双掷继电器J1、第二单刀双掷继电器J2、第三单刀双掷继电器J3、第四单刀双掷继电器J4、第五单刀双掷继电器J5、第六单刀双掷继电器J6均由一个电磁铁控制，电磁铁通控制对应单刀双掷继电器的动触点变化，改变第一绕组、第二绕组变比。
所述电磁铁分别由一个LC电路控制，LC电路包括串联的控制开关、电源、电容、电感，电磁铁与其对应的LC电路的电容并联。所述电容电容量为0.1μF，所述电感电感量均为1Mh，电源电压为24V。
通过以下测试对上述阻抗变换器进行具体说明。
如图1所示，一种双向宽频带连续阻抗变换器的LC电路的开关K1、K2、K3、K4、K5、K6均断开时，第一单刀双掷继电器J1、第二单刀双掷继电器J2、第三单刀双掷继电器J3的动触点均和其对应的常闭触点闭合，第一绕组总的线圈圈数为3，第四单刀双掷继电器J4、第五单刀双掷继电器J5、第六单刀双掷继电器J6的动触点均和其对应的常闭触点闭合，第二绕组总的线圈圈数为10，第一绕组和第二绕组的变比为3:10；当仅控制K1、K2、K3闭合时，第一单刀双掷继电器J1、第二单刀双掷继电器J2、第三单刀双掷继电器J3的动触点均和其对应的常开触点闭合，第一绕组总的线圈圈数和第二绕组总的线圈圈数均为10，则变比为10:10；当继续控制K4、K5、K6闭合时，第四单刀双掷继电器J4、第五单刀双掷继电器J5、第六单刀双掷继电器J6的动触点均和其对应的常开触点闭合，第二绕组总的线圈圈数为3，则变比为10:3。依此类推，得出表1：
变比 10/10 10/9 9/8 8/7 7/6 6/5 10/8 9/7 8/6 7/5 10/7
电阻 50 61.7 63.3 65.3 68 72 78.1 82.7 88.8 98 102
变比 6/4 8/5 10/6 7/4 9/5 8/4 9/4 10/4 8/3 9/3 10/3
电阻 112.5 128 138.9 153 162 200 253 312 356 450 556
变比 9/10 8/9 7/8 6/7 5/6 8/10 7/9 6/8 5/7 7/10 4/6
电阻 40.5 39.5 38.2 36.7 34.7 32 30.2 28.1 25.5 24.5 22.2
变比 5/8 6/10 4/7 5/9 4/8 4/9 4/10 3/8 3/9 3/10
电阻 19.5 18 16.3 15.4 12.5 9.9 8 7 5.6 4.5
通过测试结果可以明显的看到，所述阻抗变换器可比较简单的实现双向宽频带范围内的连续阻抗变换，达到变比在3:10至10:3之间的任意变换。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

Claims (7)

1.一种双向宽频带连续阻抗变换器，其特征在于，包括与信号输入端连接的第一绕组、与信号输出端连接的第二绕组；
所述第一绕组包括第一固定变压器绕组、第一可变变压器一级绕组、第一可变变压器二级绕组、第一可变变压器三级绕组、第一单刀双掷继电器、第二单刀双掷继电器、第三单刀双掷继电器；其中，第一固定变压器绕组的输入端与信号输入端连接，其输出端与第一单刀双掷继电器的动触点连接，第一可变变压器一级绕组的输入端与第一单刀双掷继电器的常开触点连接，第一可变变压器一级绕组的输出端连接有短路线，短路线末端与第一单刀双掷继电器的常闭触点连接，第一可变变压器一级绕组的输出端还与第二单刀双掷继电器的动触点连接，第一可变变压器二级绕组的输入端与第二单刀双掷继电器的常开触点连接，第一可变变压器二级绕组的输出端连接有短路线，短路线末端与第二单刀双掷继电器的常闭触点连接，第一可变变压器二级绕组的输出端还与第三单刀双掷继电器的动触点连接，第一可变变压器三级绕组的输入端与第三单刀双掷继电器的常开触点连接，第一可变变压器三级绕组的输出端接地连接，第一可变变压器三级绕组的输出端还连接有短路线，短路线末端与第三单刀双掷继电器的常闭触点连接；
所述第二绕组包括第二固定变压器绕组、第二可变变压器一级绕组、第二可变变压器二级绕组、第二可变变压器三级绕组、第四单刀双掷继电器、第五单刀双掷继电器、第六单刀双掷继电器；其中，第二固定变压器绕组的输出端与信号输出端连接，第二固定变压器绕组的输入端与第四单刀双掷继电器的动触点连接，第二可变变压器一级绕组的输出端与第四单刀双掷继电器的常闭触点连接，第二可变变压器一级绕组的输入端连接有短路线，短路线末端与第四单刀双掷继电器的常开触点连接，第二可变变压器一级绕组的输入端还与第五单刀双掷继电器的动触点连接，第二可变变压器二级绕组的输出端与第五单刀双掷继电器的常闭触点连接，第二可变变压器二级绕组的输入端连接有短路线，短路线末端与第五单刀双掷继电器的常开触点连接，第二可变变压器二级绕组的输入端还与第六单刀双掷继电器的动触点连接，第二可变变压器三级绕组的输出端与第六单刀双掷继电器的常闭触点连接，第二可变变压器三级绕组的输入端接地连接，第二可变变压器三级绕组的输入端还连接有短路线，短路线末端与第六单刀双掷继电器的常开触点连接；
所述第一单刀双掷继电器、第二单刀双掷继电器、第三单刀双掷继电器、第四单刀双掷继电器、第五单刀双掷继电器、第六单刀双掷继电器均由一个电磁铁控制，电磁铁通控制对应单刀双掷继电器的动触点变化，改变第一绕组、第二绕组变比。
2.如权利要求1所述的一种双向宽频带连续阻抗变换器，其特征在于，所述第一固定变压器绕组、第二固定变压器绕组均为三圈或四圈，第一可变变压器一级绕组、第二可变变压器一级绕组均为一圈，第一可变变压器二级绕组、第二可变变压器二级绕组均为两圈，第一可变变压器三级绕组、第二可变变压器三级绕组均为三圈或四圈。
3.如权利要求2所述的一种双向宽频带连续阻抗变换器，其特征在于，所述第一固定变压器绕组、第二固定变压器绕组均为三圈，第一可变变压器三级绕组、第二可变变压器三级绕组均为四圈。
4.如权利要求1所述的一种双向宽频带连续阻抗变换器，其特征在于，所述电磁铁分别由一个LC电路控制，LC电路包括串联的控制开关、电源、电容、电感，电磁铁与其对应的LC电路的电容并联。
5.如权利要求4所述的一种双向宽频带连续阻抗变换器，其特征在于，所述供电电路的电容电容量均为0.1μF。
6.如权利要求4所述的一种双向宽频带连续阻抗变换器，其特征在于，所述供电电路的电感电感量均为1mH。
7.如权利要求4所述的一种双向宽频带连续阻抗变换器，其特征在于，所述电源电压为24V。
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