Разработка и исследование унифицированных модулей широкополосных трансформаторов типа длинной линии

Альтернативный вариант построения ТШЛ типа ±(1:n) состоит в каскадном подключении к входу ШТЛ ±(1:n) простейшего ШТЛ ±(1:1).

1.5 Патентное исследование

Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 675455

(61) Дополнение к авторскому свидетельству -

(22) Заявлено 15.04.77 (21) 2474423/24-07 с присоединением заявки № -

(23) Приоритет - Опубликовано 25.07.79. Бюллетень №27 Дата опубликования описания 27.07.79.

(51) М. Кл Н 01 F 19/04

(72) Авторы изобретения С.Е. Лондон и С.В. Томашевич.

(71) Заявитель -

(53) УДК 621.314.26 (088.8)

(54) Широкополосный трансформатор

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к высокочастотным симметричным трансформаторам.

Целью изобретения является упрощение конструкций широкополосного трансформатора и повышение его КПД.

Это достигается тем, что в предложенном широкополосном трансформаторе, содержащем две двухпроводные (в частности и коаксиальные) линии 1 и 2 (рис. 1.5.1 и рис. 1.5.2.), размещенные на магнитопроводе 3, входные концы которых соединены между собой, а к выходным концам подключена симметричная относительно обшей шины 4 нагрузка 5, и дополнительную двухпроводную линию 6, размещенную на магнитопроводе 3 рядом с первой из упомянутых линий 1 и подключенную с одного конца к выходу несимметричного относительно обшей шины 4 источника сигнала 7, а с другого конца соединенную параллельно с первой из упомянутых линий 1, внешний проводник дополнительной линии 6 соединен непосредственно по всей длине с внешним проводником первой из упомянутых линий 1, размещенных на магнитопроводе 3, до ее середины, при этом середины внешних проводников линий, размещенных на магнитопроводе, подключены к общей шине.

Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 630652

(61) Дополнение к авторскому свидетельству -

(22) Заявлено 03.06.77 (21) 2491969/24-07 с присоединением заявки № -

(23) Приоритет -

(43) Опубликовано 30.10.78. Бюллетень №40

(45) Дата опубликования описания 30.10.78.

(51) М. Кл Н 01 F 19/04

(53) УДК 621.314.225 (088.8)

(72) Авторы изобретения С.Е. Лондон и С.В. Томашевич.

(71) Заявитель -

(54) Широкополосный трансформатор

Изобретение относится к области радиотехники в частности, к конструированию и изготовлению высокочастотных трансформаторов с гальванической развязкой между входом и выходом.

Целью изобретения является упрощение конструкции и увеличение уровня передаваемой мощности.

Широкополосный трансформатор с гальванической развязкой между входом и выходом, содержащий две двухпроводные линии 1 и 2 (например, коаксиальные), размещенные на магнитопроводе 3, начало первого проводника первой линии 1 соединено с концом первого проводника второй линии 2, а начало второго проводника первой линии 1 и конец второго проводника второй линии 2 образуют входные зажимы, к которым подключен источник сигнала 4, и нагрузку 5, отличающейся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения уровня передаваемой мощности, начало и конец второго проводника одной из упомянутых линий 1 соединены соответственно с началом и концом второго проводника другой линии 2, а между свободными зажимами первых проводников линий подключена нагрузка 5 (рис. 1.5.3).

Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 725095

(61) Дополнение к авторскому свидетельству -

(22) Заявлено 30.10.78 (21) 2678590/24-07 с присоединением заявки № -

(23) Приоритет -

(43) Опубликовано 30.03. 80. Бюллетень №12

(45) Дата опубликования описания 30.03.80.

(51) М. Кл Н 01 F 19/04

(53) УДК 621.314.26 (088.8)

(72) Авторы изобретения С.Е. Лондон и С.В. Томашевич.

(71) Заявитель -

(54) Широкополосный трансформатор

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструированию и изготовлению высокочастотных широкополосных трансформаторов.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Широкополосный трансформатор с коэффициентом трансформации, равным целому числу, содержащий проводник 1, состоящий из последовательно соединенных участков, объединенных в две многопороводные линии, в первой из которых расположены не четные участки проводника, а во второй - четные его участки, при этом конец проводника соединен с общей шиной 2, отличающейся тем, что, с целью упрощения устройства, в первую многопорводную линию введен дополнительный проводник, начало которого соединено с общей шиной 2, а число участков основного проводника равно удвоенному значению коэффициента трансформации (рис. 1.5.4).

Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 691934

(61) Дополнение к авторскому свидетельству -

(22) Заявлено 10.02.78 (21) 2576772/24-07 с присоединением заявки № -

(23) Приоритет - Опубликовано 15.10. 79. Бюллетень №38 Дата опубликования описания 25.10.79.

(51) М. Кл Н 01 F 19/04

(53) УДК 621.314.26 2(088.8)

(72) Авторы изобретения С.Е. Лондон и С.В. Томашевич.

(71) Заявитель -

(54) Широкополосный трансформатор

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструированию и изготовлению высокочастотных согласующих трансформаторов.

Целью изобретения является расширение рабочей полосы частот.

1.Широкополосный трансформатор, содержащий обмотку, проводник которой разделен на участки 1 и 2, образующие между собой линии передачи с переменным вдоль линии волновым сопротивлением, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот, каждая из линий передачи выполнена из двух ступеней 3-1 и 3-2, равных по длине с разным волновым сопротивлением, постоянным в пределах одной ступени (рис.1.5.5).

2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что участки проводника образуют N двухпроводных линий передачи, соединенных по входам в параллель, а по выходам последовательно между собой и с упомянутыми входами, при этом волновое сопротивление каждой из ступеней, соединенных в параллель, в N+2/N раз меньше волнового сопротивления каждой из ступеней 4-1 и 4-2, соединенных по выходу последовательно (рис. 1.5.6).

Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 691934

(61) Дополнение к авторскому свидетельству -

(22) Заявлено 10.05.78 (21) 2618793/24-07 с присоединением заявки № -

(23) Приоритет -

(43) Опубликовано 30.07. 80. Бюллетень №28

(45) Дата опубликования описания 30.07.80.

(51) М. Кл Н 01 F 19/06

(53) УДК 621.317.225 (088.8)

(72) Автор изобретения И.М. Черкашин

(71) Заявитель -

(54) Широкополосный трансформатор

Изобретение относится к электротехнике, в частности к широкополосному трансформатору, предназначенному для согласования транзисторных каскадов с нагрузкой в различных радиотехнических устройствах, в частности радиопередающих устройствах.

Целью изобретения является улучшение характеристик и повышение технологичности изготовления трансформатора.

Широкополосный трансформатор, содержащий ферритовый тороидальный магнитопровод 1 и обмотки 2 (рис.1.5.7), свитые из изолированных проводов в общий жгут, намотанный несколькими витками на тороидальный магнитопровод 2, отличающийся тем, что, с целью улучшения характеристик и повышения технологичности изготовления, в жгуте выполнены отводы ,,…, (рис.) из составляющих его проводов через промежутки, величины которых кратны длине витка жгута.

Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1453456

(21) 4196794/24-07

(22) 25.12.86

(46) 23.01.89. Бюллетень №3

(72) Г.И. Невмержицкий, И.М. Симонтов и А.И. Тихонов

(53) 621.314.222 (088.8)

(56) Лондон С.Е. Томашевич С.В. Справочник по высокочастотным трансформаторным устройствам. - М.: Радио и связь, 1984.

(51) М. Кл Н 01 F 19/04

(54) Широкополосный трансформатор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в широкополосных усилителях и согласующих устройствах.

Целью изобретения является увеличение широкополосности трансформатора.

Широкополосный трансформатор, содержащий ферритовый тороидальный магнитопровод 1 (рис.1.5.8) и три намотанных на нем проводника 3-5, представляющих три длинные линии, отличающиеся тем, что, с целью увеличения широкополосности и уменьшении габаритов, проводники 3-5 намотаны равномерно в плоскости обмотки так, что последний и первый проводники каждых соседних витков, кроме первого и последнего, образуют дополнительную длинную линию.

В процессе анализа патентов не было обнаружено устройств, близких по техническим показателям к требованиям задания дипломного проекта: получение максимально возможной величины коэффициента широкополосности К_Ш ? 6000-10000;

иметь как можно меньшую величину волнового сопротивления с, с целью облегчения согласования ТДЛ со стандартной величиной импедансов источников сигнала и нагрузок с сопротивлением R_Г = R_Н=75Ом (или 50Ом);

получение постоянства волнового сопротивления с во всем диапазоне частот, но не более стандартных величин;

иметь минимальные габариты, большую эксплуатационную надежность и экономический эффект.

Наиболее близкими оптимальными характеристиками обладает широкополосный трансформатор А.С. № SU 1453456 - Бюл. 3, опубл. 23.01.89, Авт. Г.И. Невмержицкий, И.М. Симонтов, А.И. Тихонов.

2. Разработка и исследование оптимального варианта ТДЛ

Результаты разработки ТДЛ с коэффициентом трансформации «n_ТР» по R [1:9] или по U [1:3] для усилителей с повышенными требованиями по блокированию.

На основе приведенного обзора технической литературы и проработки патентных источников, для исследования и разработки широкополосного трансформатора, был взят за основу ТДЛ с выполнением обмотки в виде двух одинаковых двухпроводных линий W, каждая с волновым сопротивлением с и электрической длиной х (рис.1.1.1а), образующих длинные линии, намотанные на тороидальный ферритовый магнитопровод.

Целью разработки и исследования является расширение рабочей полосы частот трехпроводникового ТДЛ без увеличения его габаритов.

При разработке ТДЛ необходимо ориентироваться на выполнение следующих противоречивых требований:

получение максимально возможной величины коэффициента широкополосности К_Ш ? 6000-10000, для чего необходимо расширять полосу пропускания ТДЛ как «вверх», так и «вниз»;

иметь как можно меньшую величину волнового сопротивления с, с целью облегчения согласования ТДЛ со стандартной величиной импедансов источников сигнала и нагрузок с сопротивлением R_Г = R_Н=75Ом (или 50Ом);

получение постоянства волнового сопротивления с во всем диапазоне частот, но не более стандартных величин;

иметь минимальные габариты, большую эксплуатационную надежность и экономический эффект.

Коэффициент передачи ТДЛ измеряется по схеме рис.2.1. следующим образом. На вход трансформатора от генератора Г подается фиксированное напряжение Е_Г =100 мВ (точка 1). На входном зажиме 2 измеряется входное напряжение U_ВХ на нескольких частотах. Выходное напряжение U_ВЫХ измеряется на нагрузке R_Н. Результаты измерений заносятся в таблицу.

Для достижения наибольшей полосы рабочих частот в широкополосном трансформаторе должно быть выполнено условие постоянства волнового сопротивления по всей длине линии передачи.

Волновое сопротивление

,

где - индуктивность ДЛ при КЗ на выходе; - емкость ДЛ при ХХ на выходе; измеряется по схеме рис.3.1

Коэффициент усиления

,

где и - соответственно действующее значение выходного и входного напряжений усилителя (при частоте ), измеряется в диапазоне частот по схеме рис.2.1. Экспериментальные данные сводятся в таблицу.

Результаты исследования ТДЛ-1.

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0.33мм; количество витков N=14; межвитковая емкость С=100пФ; межвитковая индуктивность L=0.07мкГн.

Таблица 2.1

f,МГц	0,1	1	10	20	30	40	50	60	70
Uвх,мкВ	50	50	48	43	44	44	42	48	50
Uвых, мкВ	150	150	150	145	145	145	145	145	78
К	3	3	3,12	3,3	3,3	3,3	3,4	3	1,6



Рис.2.2. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-1.

Вывод: рабочий частотный диапазон 100кГц - 60МГц

,

что не удовлетворяет условиям, изложенным выше. Возможно, выбор сердечника большего диаметра, например, типа К-20, а также увеличение диаметра провода (D=1,07мм) и уменьшение количества витков до величины N=2,5 даст более лучший результат.

Результаты исследования ТДЛ-2

f,МГц	0,1	10	30	50	60	70	80	98	100
Uвх,мкВ	40	42	42	38	41	40	40	48	56
Uвых,мкВ	122	132	132	114	112	110	110	105	112
К	5,5	3,14	3,14	3,0	2,73	2,75	2,75	2,18	2,0

Марка магнитопровода К-20; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=1,07мм; количество витков N=2,5; межвитковая емкость С=27пФ; межвитковая индуктивность L=0.039мкГн.

Таблица 2.2

Рис.2.3. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-2.

Вывод: рабочий частотный диапазон 100кГц - 50МГц

,

что не удовлетворяет условиям изложенным выше. Возможно следует уменьшить количество витков до N=2.

Результаты исследования ТДЛ-3

f,МГц	0,1	10	30	40	50	60	70	80
Uвх,мкВ	30	36	39	38	40	42	35	28
Uвых,мкВ	90	120	122	120	120	122	100	70
К	3	3,3	3,12	3,16	3,0	2,9	2,86	2,5

Марка магнитопровода К-20; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=1,07мм; количество витков N=2; межвитковая емкость С=51пФ; межвитковая индуктивность L=0.03мкГн.



Рис.2.4. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-3.

Вывод: рабочий частотный диапазон 100кГц - 50МГц

,

что не удовлетворяет условиям изложенным выше. Перейдем на сердечник с меньшей магнитной проницаемостью µ=1000.

Результаты исследования ТДЛ-4

f,МГц	0,1	1	10	30	40	50	60	70	80	90
Uвх,мкВ	13	46	46	45	45	46	49	50	47	44
Uвых,мкВ	40	132	140	135	130	128	128	118	105	72
К	3	2,86	3,04	3	2,88	2,78	2,61	2,36	2,23	1,64

Марка магнитопровода К-16; магнитная проницаемость µ=1000; диаметр проводника D=1,07мм; количество витков N=2; межвитковая емкость С=62пФ; межвитковая индуктивность L=0.029мкГн.

Таблица 2.4

Рис.2.5. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-4.

Вывод: однако спад АЧХ на 30-60МГц во всех вариантах побуждает искать иной выход. Очевидно внутриобмоточная проходная емкость (особенно первичной обмотки) ограничивает частотный диапазон «сверху». Поэтому исследуем вариант трех отдельных ТДЛ с двойными проводами по схеме рис.2.6.

Результаты исследования ТДЛ-5

f,МГц	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	40	47	46	46	46	46	46	47	49	50	50
Uвых,мкВ	125	148	142	140	138	133	140	127	125	120	112
К	3,12	3,15	3,08	3,04	3,0	2,9	3,04	2,7	2,55	2,4	2,24

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,54мм; количество витков N=5; межвитковая емкость С=9,4пФ; межвитковая индуктивность L=0.067мкГн.

Таблица 2.5

Рис.2.7. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-5.

Вывод: рабочий частотный диапазон 100кГц - 60МГц

,

что не удовлетворяет условиям изложенным выше. Возможно следует уменьшить количество витков до N=4.

Результаты исследования ТДЛ-6

f,МГц	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	36	47	46	46	46	46	46	46	46	48	49
Uвых,мкВ	112	142	140	138	132	130	128	120	120	115	112
К	3,11	3,02	3,04	3,0	2,9	2,82	2,8	2,6	2,6	2,4	2,28

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,54мм; количество витков N=4; межвитковая емкость С=10,5пФ; межвитковая индуктивность L=0.072мкГн.

Рис.2.8. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-6.

Вывод: рабочий частотный диапазон 100кГц - 30МГц

,

что не удовлетворяет условиям изложенным выше. Попробуем уменьшить диаметр провода D=0,33мм и увеличить количество витков до N=7 .

Результаты исследования ТДЛ-7

f,МГц	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	45	48	47	46	47	47	47	46	47	48	49
Uвых,мкВ	140	148	145	140	138	135	130	120	115	110	105
К	3,11	3,08	3,08	3,04	2,94	2,87	2,76	2,6	2,44	2,29	2,14

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,33мм; количество витков N=7; межвитковая емкость С=21,5пФ; межвитковая индуктивность L=0.045мкГн.

Рис.2.9. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-7.

Вывод: рабочий частотный диапазон 100кГц - 30МГц

,

что неудовлетворяет условиям изложенных выше. Возможно, уменьшение количества витков до N=5, даст лучший результат.

Результаты исследования ТДЛ-8.

f,МГц	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	42	47	47	46	47	47	48	48	48	49	50
Uвых,мкВ	130	140	140	138	135	130	128	120	145	112	110
К	3,09	2,97	2,97	3	2,87	2,76	2,66	2,5	2,4	2,28	2,2

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,33мм; количество витков N=5; межвитковая емкость С=24,6пФ; межвитковая индуктивность L=0.042мкГн.

Рис.2.10. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-8.

Вывод: так как увеличение числа витков с N=5 до N=7 дает улучшения передачи, следовательно при одинаковых сердечниках длина выводов при 5 витках соизмерима с длиной ДЛ, а при одинаковом числе витков лучшие результаты дает увеличение диаметра провода с 0.33мм до 0.54мм. Попробуем N=7, D=0,54мм на кольце К-12.

Результаты исследования ТДЛ-9

f,МГц	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	48	48	48	47	46	47	46	44	44	45	45
Uвых,мкВ	150	152	150	145	142	137	135	132	125	120	115
К	3,12	3,16	3,12	3,08	3,08	2,9	2,93	3	2,84	2,66	2,55

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,54мм; количество витков N=7; межвитковая емкость С=24,6пФ; межвитковая индуктивность L=0.042мкГн.



Рис.2.11. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-9.

Вывод: рабочий частотный диапазон 100кГц - 70МГц

,

что неудовлетворяет условиям изложенных выше. Возможно, следует увеличить диаметр провода до 0.84мм на кольце К-16 (µ=1000).

Результаты исследования ТДЛ-10

f,МГц	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	46	46	45	42	39	38	29	30	37	46	50
Uвых,мкВ	145	150	145	142	139	130	88	76	83	70	54
К	3,15	3,26	3,22	3,38	3,56	3,42	3,03	2,53	2,24	1,52	1,08

Марка магнитопровода К-16; магнитная проницаемость µ=1000; диаметр проводника D=0,84мм; количество витков N=7; межвитковая емкость С=27пФ; межвитковая индуктивность L=0.0264мкГн.



Рис.2.12. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-10.

Вывод: рабочий частотный диапазон 100кГц - 85МГц

,

что неудовлетворяет условиям изложенных выше. Применение схемы с тремя отдельными ТДЛ рис.2.6. особых результатов не принесло. Появляется необходимость внести некоторые изменения в конструкцию ТДЛ. Используем другую схему широкополосного трансформатора рис.2.13. в виде трех симметричных длинных линий, равномерно намотанных на тороидальный магнитопровод, причем третьим проводником длинной линии служит экранированная проводящая оплетка.

Результаты исследования ТДЛ-11 (в экране).

f,МГц	0,01	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	42	44	48	46	43,5	41	37	29	26	26	29	29
Uвых,мкВ	126	140	150	148	145	140	118	94	90	84	70	54
К	3,02	3,18	3,12	3,21	3,33	3,41	3,19	3,24	3,46	3,23	2,41	1,86

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,54мм; количество витков N=6; межвитковая емкость С=27,8пФ; межвитковая индуктивность L=0.035мкГн; _ЭКР=12см.

Особенностью трансформатора является его обмотки в виде трех симметричных длинных линий, равномерно намотанных на тороидальный магнитопровод, причем третьим проводником длинной линии служит экранированная проводящая оплетка.

Рис.2.14. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-11.

Вывод: рабочий частотный диапазон 10кГц - 85МГц

,

что удовлетворяет условиям изложенным выше. С целью увеличения К_Ш используем провод меньшего сечения D=0,33мм; N=7; _ЭКР=10см.

f,МГц	0,01	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	42	47	50	47	42	40	26	24	20	19,5	23,5	28
Uвых,мкВ	126	145	150	145	140	130	82	74	61	50	40	30
К	3,02	3,09	3,0	3,08	3,33	3,25	3,15	3,08	3,05	2,55	1,7	1,07

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,33мм; количество витков N=7; межвитковая емкость С=29,3пФ; межвитковая индуктивность L=0.043мкГн; _ЭКР=10см.

Рис.2.15. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-12.

Вывод: уменьшение диаметра провода и длины экранирующей оплетки ожидаемых результатов не принесло К_Ш=7000. Поэтому снова увеличим диаметр провода до _ЭКР=2см.

Результаты исследования ТДЛ-13

f,МГц	0,01	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	32	34	45	44	41	30	24	21,5	18,5	23	28	33
Uвых,мкВ	96,4	105	145	148	140	110	84	74	60	58	44	32
К	3,02	3,08	3,22	3,36	3,41	3,33	3,5	3,44	3,24	2,52	1,57	1,03

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,54мм; количество витков N=7; межвитковая емкость С=29,3пФ; межвитковая индуктивность L=0.043мкГн; _ЭКР=2см.



Рис.2.16. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-13.

Вывод: рабочий частотный диапазон 10кГц - 75МГц

,

что удовлетворяет условиям изложенным выше. Для увеличения К_Ш увеличим длину экранирующей оплетки _ЭКР=11см.

Результаты исследования ТДЛ-14

f,МГц	0,01	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Uвх,мкВ	42	46	50	47	43	41,5	37,5	21,5	23,5	24	26,5	29
Uвых,мкВ	126	140	152	150	148	140	115	80	84	80	68	48
К	3,0	3,04	3,04	3,2	3,44	3,37	3,06	3,72	3,57	3,33	2,56	1,65

Марка магнитопровода К-12; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,54мм; количество витков N=6; межвитковая емкость С=29,3пФ; межвитковая индуктивность L=0.043мкГн; _ЭКР=11см.



Рис.2.17. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-14.

Вывод: с увеличением длины экранирующей оплетки до _ЭКР=11см диапазон рабочих частот расширился до

.

Результаты исследования ТДЛ-15

f,МГц	0,01	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80
Uвх,мкВ	50	50	49	48	46	44	39	37,5	38	42
Uвых,мкВ	150	150	155	150	150	145	135	115	108	92
К	3,0	3,0	3,16	3,12	3,26	3,29	3,46	3,06	2,84	2,19

Марка магнитопровода К-20; магнитная проницаемость µ=4000; диаметр проводника D=0,84мм²; количество витков N=6; межвитковая емкость С=93пФ; межвитковая индуктивность L=0.03мкГн.



Рис.2.18. Амплитудно - частотная характеристика ТДЛ-15.

Таким образом, в результате проработки 15^ти вариантов широкополосных трансформаторов были выявлены наилучшие характеристики у ТДЛ-11 (К_Ш=8500) и ТДЛ-14 (К_Ш=8500) максимально удовлетворяющие требованиям технического задания.

Вывод: в результате исследований появилась необходимость выявить оптимальное решение между µ сердечника и количеством витков W, технологию намотки (плоская, скручиваемая, намотанная). Также получены следующие рекомендации по намотке ТДЛ:

Для расширения диапазона рабочих частот «вверх» - число витков должно быть минимальным, а сердечник - с меньшим диаметром.

с?50 Ом (т.е. больший диаметр провода D?0.52-1мм).

µ сердечника - максимальное.

Для расширения диапазона «вниз» µ необходимо снижать, а диаметр сердечника увеличивать.

Чем больше скруток, тем меньше с.

Чем толще провод, тем меньше с.

3. Анализ и исследование оптимального варианта ТДЛ

В общем решении задачи синтеза широкополосных трансформирующих цепей без потерь, служащих для согласования активных сопротивлений, можно выделить два этапа. Первый из них состоит в установлении принципа построения трансформатора, позволяющего определить его схемную структуру. Второй этап заключается в отыскании элементов цепи (значений индуктивностей и емкостей, волновых сопротивлений и длин линий). Во всех случаях для упрощения численных расчетов, повышения их точности и выявления общих закономерностей целесообразно установить пути аналитического определения возможно большего числа параметров.

Для дальнейшего исследования выбираем широкополосный трансформатор ТДЛ-11 и ТДЛ-14 поскольку они показали наилучшие характеристики. Критерием выбора послужил К_Ш=8500.

Как известно, для достижения наибольшей полосы рабочих частот в широкополосном трансформаторе должно быть выполнено условие постоянства волнового сопротивления по всей длине линии передачи.

Волновое сопротивление ТДЛ-11:

(3.1)

Волновое сопротивление ТДЛ-11:

(3.2)

Рассмотрим ТДЛ 1:3, нагруженный на входе и выходе (рис. 3.1). Для него дуальная схема приведена на рис.3.2.



Сопоставляя схемы на рис. и рис., видим, что они идентичны. Это означает, что схема рассматриваемого ТДЛ является самодуальной, т.е. . Самодуальной будем называть структуру, дуальная которой тождественна исходной, имея в общем случае различающиеся параметры.

Для согласования при необходимо, чтобы напряжение на выходе второй ступени () было в 3 раза больше входного напряжения и имело обратный знак. Отсюда следует, что . В результате имеем систему уравнений:

, (3.3)

из которой следует, что

, а .

Соотношение волновых сопротивлений во взаимосвязи с сопротивлениями сигнала и нагрузки при бесконечной длине линий должно удовлетворять уравнению[1]:

; (3.4)

Из рассмотрения эквивалентной схемы ТДЛ на низкой частоте (рис. 3.3), получим для отношения мощности, выделяемой в нагрузке Р_Н, к номинальной мощности источника возбуждения Р_ВХ [1]:

; (3.5)

(3.6)

;

L- индуктивность первичной обмотки при частоте .

Рис.3.3.

Приняв на нижней частоте диапазона f_Н допустимое уменьшение мощности на 3 дБ, получим для требуемой индуктивности первичной обмотки: .

4. Разработка широкополосного высоколинейного экспериментального усилителя на основе выбранного оптимального ТДЛ

Необходимо разработать усилитель, функционирующий в диапазоне частот 0.01-100 МГц с усилением 12±1 дБ и динамическим диапазоном по нелинейности (интермодуляционным составляющим) второго и третьего порядков 90-120 дБ, допускающим уровень блокирующей помехи менее 1.5В, при котором д_БЛ?20%. Спроектировать в соответствии с требованиями, предъявляемыми к современным перспективным широкополосным усилителям (ШПУ). Усилитель в рабочем диапазоне частот имеет следующие технические показатели:

коэффициент усиления - 12±1 дБ;

коэффициент шума - не более 3.0 дБ;

входные и выходные сопротивления - в пределах 30-80 Ом;

сопротивления источника сигнала (генератора) и нагрузки - 75 Ом;

нелинейные искажения, оцениваемые динамическим диапазоном по интермодуляции третьего порядка, - 90-120 дБ;

напряжение питания при токе потребления 100мА - 15±1В;

амплитуда блокирования помехи не менее 1.5В;

Рис.4.1. Принципиальная схема усилителя.

На основании проработки и анализа оптимальных технических решений, взят за основу усилитель на линейном транзисторе 2Т339А [А.С. №1166270 Авт. Невмержицкий Г.И., Сартасов Н.А., Симонтов И.М., Тихонов А.И. Бюл.25 07.07.85. Широкополосный усилитель], в результате чего разработан и исследован наиболее перспективный его вариант на входе и выходе которого включены выбранные ТДЛ-11 и ТДЛ-14 соответственно, волновое сопротивление (с) которых полностью определяет широкополосность усилителя. Принципиальная схема усилителя приведена на рис.4.1. В схеме использованы трансформаторы разработанные в разделе № 3.

Коэффициент усиления

,

где и - соответственно действующее значение выходного и входного напряжений усилителя (при частоте ), измеряется в диапазоне частот по схеме рис.4.2. Экспериментальные данные сведены в таблицу 4.1.

Рис.4.2. Схема для измерения коэффициента усиления, входного и выходного сопротивлений усилителя.

Для достижения в ТДЛ максимальной широкополосности ДЛ согласуют с источником сигнала и нагрузки , т.е. как со стороны входа, так и со стороны выхода усилителя.

,

где и - соответственно действующее значение выходного и входного напряжений усилителя (при частоте ).

f,МГц	0,01	0,05	0,1	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
UВХ,мВ	21	24	70	86	72	60	45	35	50	60	82	88	78
UБ,мВ	5,0	8,0	23	32	28	28	25	27	26	27	24	14	16
UВЫХ,мВ	67,2	115	380	520	550	500	470	500	400	300	300	200	80
КЗ	48	55	58	62	64	65	65	60	62	60	58	45	43
КУ	3,2	4,8	5,4	6,0	7,6	8,3	10,4	14,3	8,0	5,0	3,6	2,3	1,02
ДКЗВЫХ,дБ	100	100,3	101,3	102,6	103,3	103,6	103,6	104	102,6	102	101,3	97	82,3
IP3ВЫХ	36,0	38,5	40	42,7	43	44,2	44,2	44,5	42,7	42	40	33,7	22,8
RВХ,Ом	6,0	23,68	175	460,7	192,8	112,5	61,36	40,38	75	112,5	341,6	550	266

Основным показателем, характеризующим амплитуду напряжений продукта нелинейного преобразования на выходе усилителя, является коэффициент нелинейности интермодуляционных (комбинационных) составляющих соответствующих порядков. В частности, для составляющей третьего порядка этот коэффициент определяется формулой:

,

где - амплитуда напряжения третьего порядка на выходе усилителя; - амплитуда напряжения выходного полезного сигнала с частотой . Коэффициент нелинейности измеряется в диапазоне частот по схеме рис.4.3 двухсигнальным методом. Результат измерений приведен в таблице 4.1.

Широкополосность усилителя в целом определяется нижней и верхней граничными частотами, на которых коэффициент усиления уменьшается на 3 дБ (1.7 раз). При этом нижняя граничная частота определяется максимальным значением магнитной проницаемости µ?4000 и наибольшим числом витков.

Рис.4.3. Схема для измерения коэффициента нелинейности К₃ двухсигнальным методом.

Верхняя граничная частота усилителя определяется максимальной граничной частотой биполярного транзистора (БПТ), а также минимальными геометрическими размерами ферритового кольца. При этом для уменьшения входного сопротивления усилителя на низких частотах необходимо увеличить погонную емкость С, что достигается скручиванием проводников.

Кроме того, для уменьшения шумов и нелинейных искажений в схему ШПУ введена «бесшумная» отрицательная обратная связь (ООС) по току за счет дополнительной обмотки , шунтирование которой резистором малой величины компенсирует ограничение широкополосности из-за введения ООС.



Рис.5.4. Амплитудно - частотная характеристика экспериментального усилителя функционирующий в диапазоне частот 10кГц - 85МГц

Рис.5.5. Экспериментальная зависимость величины входного сопротивления R_ВХ от частоты усилителя.

Рис.5.6. Зависимость величины динамического диапазона Д_КЗ по интермодуляциии третьего порядка от частоты усилителя.

Для обеспечения определенного качественного усиленного сигнала приходится задавать, с одной стороны, минимально допустимое отношение сигнал/шум или сигнал/фон, ограничивающее минимальный уровень усиливаемых сигналов, а с другой, максимально допустимую нелинейность усилителя, что ограничивает наибольший уровень усиливаемых сигналов. Отношение максимального сигнала к минимальному (в любой, но одной и той же точке усилителя, например на выходе) при определенных критериях качества выходного сигнала называется динамическим диапазоном усилителя.

Динамический диапазон Д, дБ,

(4.1)

где - коэффициент нелинейности интермодуляционной (комбинационной) составляющей третьего порядка, - амплитуда напряжения выходного полезного сигнала с частотой .

Точка пересечения третьего порядка, т.е. точка при которой комбинационная составляющая была равна зондирующему входному сигналу.



Рис.4.7. Зависимость параметра нелинейности третьего порядка IP₃ от частоты усилителя.

Особенностью такого усилителя является его сверхширокополосность, минимальные нелинейные искажения, шумы и потребляемая мощность, а также стабильность параметров при изготовлении и эксплуатации, технологичность изготовления, что достигается с помощью схемы на биполярном транзисторе с параллельной отрицательной обратной связью по напряжению и бесшумной ООС - по току, а также включением в нагрузку усилителя трансформатора типа длинной линии.

5. Технико-экономический расчет

5.1 Расчет стоимости покупных комплектующих изделий

Таблица 5.1

Наименование	Габариты	Количество	Стоимость за ед.	Стоимость, руб.
Провод	d=0,45 мм	0,5 м	1,2 руб./м	0,6руб.
Сердечник	d=20 мм	1 шт.	40 руб.	40руб
Кембрик	d=0,4 мм	0,2 м	20 руб./м	4руб
Итог 44,6руб.

Стоимость провода:

Стоимость всех комплектующих:

5.2 Определение трудовых затрат на этапе изготовления

Таблица 5.2

Наименование работ	Плата на изготовление, руб.	Накладные расходы, руб.	Налог, руб.	Итог, руб.
Намотка провода на сердечник	600	180	231	1011

Заработная плата на изготовление:

где - стоимость одного часа работы; - число часов работы в день; - количество дней работы.

Накладные расходы составляют 30 % от заработной платы:

Налоги составляют 38,5 % от заработной платы:

Реализация данного устройства с экономической точки зрения обойдется:

5.3 Смета затрат на изготовление данного продукта приведена в таблице 5.3

Таблица 5.3.

№ п/п	Наименование статьи расхода	Цена за единицу, руб.	Кол-во	Стоимость, руб.
1	Затраты на приобретение комплектующих материалов	--	--	44.6
2	Основная заработная плата персонала.	--	--	600
3	Накладные расходы.	--	30%	180
4	Налог	--	38,5 %	231
ИТОГО:	1055.6

6. Охрана труда

6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте

Вредный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, который может вызвать профессиональную патологию, временное, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических и инфекционных заболеваний, привести к нарушению здоровья потомства.

Опасный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапного резкого ухудшения здоровья, смерти.

Гигиенические нормативы условий труда - уровни вредных производственных факторов, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Безопасные условия труда - условия, при которых воздействие вредных и опасных производственных факторов исключено или их уровни не превышают гигиенических нормативов.

При изготовлении широкополосного трансформатора производится изготовление обмотки с нанесением изоляционного материала, монтаж обмотки на тороидальный сердечник.

В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 реальные производственные условия подразделяются на опасные и вредные производственные факторы.

Примерами опасных и вредных производственных фактов, действующих при изготовлении, а в ряде случаев и при эксплуатации, радиоэлектронных средств, могут служить:

повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

повышенная загазованность воздуха рабочей зоны;

повышенная запыленность воздуха рабочей зоны;

пониженная подвижность воздуха рабочей зоны;

повышенное значение напряжения в электрической сети, замыкание которой может произойти через тело человека;

недостаточная освещенность рабочей зоны;

неблагоприятная электромагнитная обстановка рабочей зоны;

повышенный уровень электромагнитных излучений;

недостаточное естественное освещение.

Исходя из конкретных условий производства и эксплуатации, можно выделить следующие пути возникновения опасных условий для производственного персонала и пользователей.

Шум.

С физической точки зрения шумом является всякий нежелательный, неприятный для восприятия человека звук.

Шум, неблагоприятно воздействуя на органы человека, вызывает психические и физиологические нарушения, снижающие работоспособность и создающие ряд общих и профессиональных заболеваний и производственный травматизм.

Нормативным документом, регламентирующим уровни шума для различных категорий рабочих мест служебных помещений, является ГОСТ 12.1.003-83 “ССБТ. Шум. Общие требования безопасности”.

Нормы шума в лаборатории указаны в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в составных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещений, лабораториях	93	79	70	63	58	55	52	50	49	60

Микроклимат.

Метрологические условия - оптимальные и допустимые температуры, относительная влажность и скорость движения воздуха - устанавливаются для рабочей зоны производственных помещений в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.

Гигиенические требования к показателям микроклимата производственных помещений приведены в СанПиН 2.2.4.548-96.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма. Все эти параметры следует принимать на тёплый , холодный и переходный периоды года, исходя из тяжести работ, назначения помещений и избытка явного тепла.

Под микроклиматом в производственных помещениях понимается климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

В соответствии с Сан-ПиН 2.2.4.548-96 приведём оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне помещений (таблица 6.2).

Воздух рабочей зоны.

Одним из необходимых условий безопасного и производительного труда является обеспечение чистоты воздуха.

При изготовлении широкополосного трансформатора ряд операций сопровождается выделением в воздух вредных веществ. К таким операциям относятся: работа с паяльником, нанесение лакокрасочных покрытий. Вредные вещества попадают в организм главным образом через дыхательные пути, а также через кожу. В результате воздействия вредных веществ могут возникать профессиональные заболевания.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК) этих веществ. Нормы ПДК некоторых вредных веществ приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3.

Наименование вещества	ПДК, мг/м3
Свинец Кадмий Цинк Олово Спирт этиловый Амины алифатические	0,01 0,1 0,5 0,1 1000 1

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны помещений приведены в ГОСТе 12.1.005-88.

Воздух, удаляемый системами вентиляции и содержащий пыль, вредные вещества или неприятно пахнущие вещества, перед выбросом в атмосферу должен очищаться с тем, чтобы в атмосферном воздухе населённых пунктов не было вредных веществ, превышающих санитарные нормы.

Освещённость.

Освещение рабочего места - важнейший фактор создания нормальных условий труда. Практически возникает необходимость освещения как естественным, так и искусственным светом.

Естественное освещение характеризуется отношением естественной освещённости земной поверхности от небосвода выраженным в процентах.

Искусственное освещение необходимо создавать такое, при котором суммарный световой поток от всех установленных в рабочей зоне светильников распределён равномерно.

Нормирование искусственного, естественного и совмещенного освещения осуществляется по СНиП 23.05-95 таблица 6.4.

Таблица 6.4

Характеристика типа зрительных работ	Разряд, подразряд	Освещённость при искусственном освещении, лк	КЕО при естественном освещении, %	КЕО при совмещённом освещении, %
Высокой точности	IIIб	комбинированном	общем	боковом	боковом
		1000	300	1,6	1,2

Электрический ток.

При эксплуатации и изготовлении широкополосного трансформатора возникает опасность поражения пользователя электрическим током.

Проходя через организм, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие.

Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов и других тканей. Электролитическое действие является особым специфическим процессом разложения крови и других жидкостей, что вызывает значительное нарушение их физико-химических свойств. Биологическое действие - процесс раздражения и возбуждения живых тканей, а также нарушение внутренних биоэлектрических процессов.

Наиболее опасным для человека считается переменный ток частотой 50-60 Гц, силой 0,1 А, напряжением свыше 250 В. При токе 0,04-0,1 А может наступить потеря сознания, а в ряде случаев и смерть. Опасным является не только ток высокого напряжения (выше 220 В), но и низкого, поэтому следует проявлять осторожность при обращении с электрооборудованием, работающим при низких напряжениях. Ток напряжением более 12 В является опасным при проведении работ в сырых местах.

Основная причина несчастного случая от воздействия электрического тока при эксплуатации устройств такого типа - появление напряжения на металлическом корпусе в результате повреждения изоляции и других причин.

6.2 Меры по снижению и устранению опасных и вредных факторов

Шум.

При изготовлении и эксплуатации данного трансформатора на органы слуха человека оказывает влияние шум, издаваемый станочными приборами. Нормы шума в лаборатории находятся в пределах, регламентированных ГОСТом 12.1.003-83. В связи с этим нет необходимости принятия каких либо мер по снижению и устранению данного фактора. В случае возникновения шума применяются шумоизолирующие материалы и покрытия, индивидуальные средства защиты и т.д.

Микроклимат.

Оптимальный микроклимат в помещении обеспечивает поддержание теплового равновесия между организмом и окружающей средой. Поддержание на заданном уровне параметров, определённых микроклиматом: температуры, влажности, скорости движения воздуха, может осуществляться с помощью кондиционирования или большого доступа вентиляции, а также с помощью отопительных приборов.

Воздух рабочей зоны.

Мероприятия по оздоровлению воздушной среды:

механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими;

применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону;

защита от источников тепловых излучений;

устройства вентиляции и отопления;

применение индивидуальных средств защиты.

Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и заданных метрологических условий в помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязнённого или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха. Вытяжные шкафы (местная вытяжная вентиляция) находят широкое применение при термической и гальванической обработке металлов, окраске, лужении и других операциях, связанных с выделением вредных газов и паров.

Освещённость.

В лаборатории, где производится разработка данного трансформатора, необходимо кроме общего освещения предусмотреть местное на каждом рабочем месте.

В качестве источников света для общего освещения выберем люминесцентные лампы вместо ламп накаливания, т.к. люминесцентные лампы более экономичны и их спектр излучения близок к естественному свету.

Для местного освещения, кроме разрядных источников света, будем использовать лампы накаливания, т.к. они имеют меньший коэффициент пульсации и, соответственно, оказывают меньшее воздействие на зрительный аппарат человека.

Электрический ток.

Основными мероприятиями по защите человека от поражения электрическим током являются: применение малых напряжений, использование двойной изоляции, выравнивание потенциала, защитное заземление электрического оборудования, а также предметов, на которых могут появляться статические электрические заряды.

Все помещения делятся на три класса по степени поражения людей электрическим током: без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные.

Помещение, в котором находится лабораторный стенд, относится к классу “без повышенной опасности”, т.е. сухое помещение, в котором влажность не превышает 60%, нет возможного одновременного прикосновения к корпусам электрического оборудования, а также к заземлённым частям, температура воздуха не превышает 35С.

6.3 Расчёт необходимого воздухообмена для создания на месте монтажа санитарно-гигиенических условий

При изготовлении и монтаже широкополосного трансформатора производилась пайка с использованием канифольно-спиртового флюса (40% канифоли и 60% спирта) и припоя ПОС-40 (олова 40%, свинца 60%). Суммарный расход припоя на рабочем месте в среднем ежечасно составляет 10 г, причём 10% припоя распостраняется в виде аэрозоля. Суммарный расход флюса ежечасно составляет 30 г, причём 30% флюса распостраняется в виде туманов и газов.

Лаборатория снабжена местной вытяжной вентиляцией в виде панелей равномерного всасывания со скоростью всасывания V=1,5 м/с. Суммарная площадь отводных панелей составляет F_п = 6 м².

Определим необходимый воздухообмен для нормальных санитарно- гигиенических условий на месте монтажа.

На рабочем месте выделяются следующие вредные вещества: пары канифоли, которые относятся к алифатическим аминам с КПД=1мг/м³, согласно таблице 6.4; пары спирта этилового с ПДК=1000мг/м³; пары свинца с ПДК = 0,01мг/м³; пары олова с КПД = 0,1мг/м³. Определим количество вредных веществ, выделяющихся ежечасно в рабочей зоне в виде аэрозолей и газов:

С_к = 300,30,4 = 3,6 г;

С_сп = 300,30,6 = 5,4 г;

С_Ol = 100,10,4 = 0,4 г;

С_Pb = 100,10,6 = 0,6 г.

Выделяющиеся вредные вещества являются равнонаправленными, поэтому необходимый воздухообмен определяем по тому веществу, для удаления которого необходимо наибольшее количество воздуха. Определим количество воздуха, необходимого для удаления каждого вредного вещества ежечасно, считая, что данное вещество в приточном воздухе отсутствует:

м³;

м³;

м³;

м³.

Следовательно, необходимый воздухообмен должен рассчитываться по ПДК аэрозоля свинца.

Определённое количество воздуха с загрязнениями удаляется ежечасно с рабочих мест местной вентиляцией:

L_мест = 36001,56 = 32400 м³.

Как видно из полученных расчётов, местная вытяжная вентиляция не справляется, поэтому необходимо провести интенсификацию местных отсосов (за счёт увеличения площади панелей или скорости отсоса), либо наряду с местными отсосами ежечасно осуществлять обще обменную вентиляцию в следующем объёме:

L_общ = 60000 32400 = 27600 м³.

Если полученное значение расчётного количества воздуха вызывает затруднения с реализацией по производительности, или каким либо другим причинам, можно перераспределить доли удаляемого воздуха между обще обменной и местной вентиляцией.

6.4 Пожарная безопасность

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и света.

Пожар это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.

Для возникновения горения достаточно наличия вещества, окислителя и источника зажигания.

Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.

С учётом этого разрабатываются профилактические мероприятия и система защиты. На каждом предприятии есть пожарная охрана.

Категория по пожарной безопасности лаборатории - Д, т.к. в ней находятся негорючие вещества и материалы в холодном состоянии (в соответствии с НПБ 105-95).

В целях пожарной безопасности, помещение, в котором производятся работы, должно быть оснащено огнетушителями.

Заключение

В дипломном проекте проведены анализ и исследование вопросов, связанных с разработкой широкополосных трансформаторов типа длинной линии (ТДЛ).

Благодаря новой идеологии, основанной на патентных исследованиях, а также связанной с конструкцией, типом намотки, выбором сердечника и другими техническими факторами, удалось достигнуть практически идеальной фазовой характеристики в полосе частот 10кГц - 85МГц (рис. 3.14 и рис.3.17), т.е. получить коэффициент широкополосности порядка 8500 раз.

В известных высокочастотных трансформаторах удовлетворительные фазовые характеристики достигаются лишь в полосе рабочих частот при коэффициенте широкополосности 30 - 200 раз.

На основе разработанных широкополосных трансформаторов ТДЛ-11 (К_Ш=8500, ) и ТДЛ-14 (К_Ш=8500, ), построен усилитель (рис. 5.1), функционирующий в диапазоне частот 5кГц - 80МГц (рис.5.4) с усилением 12±1 дБ и динамическим диапазоном по нелинейности (интермодуляционным составляющим) второго и третьего порядков 90-120 дБ, допускающим уровень блокирующей помехи менее 1.5В, при котором д_БЛ?20%.

Существенный экономический эффект, достигаемый за счет сокращения элементов при построении известных усилителей с учетом необходимости изготовления нескольких усилителей для перекрытия широкого диапазона частот, составляет 100000 руб. на партию из 100 усилителей.

Кроме того, получены новые результаты, которые могут составить предмет заявки на предполагаемое изобретение.

Список литературы

Справочник по высокочастотным трансформаторным устройствам. /С.Е. Лондон, С.В. Томашевич. - М.: Радио и связь, 1984.

Исследование автотрансформатора типа длинной линии /Э.В. Зелях, А.Л. Фельдштейн, Л.Р. Явич, В.С. Брилон. - Радиотехника, 1982, т. 37, №5.

Широкополосное устройство для согласования и симметрирования. /Кузнецов В.Д., Парамонов В.К. - Электросвязь, 1968, №11.

Широкополосные радиопередающие устройства. /С.Е. Лондон - Л.: Энергия, 1970.

Синтез входных и выходных цепей широкополосных усилителей. /Полякова Л.Н. - М.: Связь,1966.

Широкополосные радиопередающие устройства. / О.В. Алексеев, А.А. Головков, В.В. Полевой, А.А. Соловьев. - М.: Связь, 1978.

Анализ удельной мощности потерь в ферритовых сердечниках мощных высокочастотных трансформаторов. /Розенбаум Л.Б. - Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРС, 1975, вып. 6.

Ферриты для сердечников мощных высокочастотных трансформаторов. /Изергина Е.В. - Электронная техника, сер. VII, 1969, №3.

Проектирование радиопередающих устройств /Под. Ред. В.В. Шахгильдяна. - М.: Связь, 1986.

Some broad-band transformers. /Ruthrolff C.L. - PIRE, 1959, N8.

Фильтры и цепи СВЧ устройства: Пер. с англ./Под ред. А.Е. Знаменского. - М.: Связь, 1976.

Трансформаторы для радиоэлектроники. /Бальян Р.Х. - М.: Советское радио, 1971.

Imput impedance analysis of 1: - 1 balun. /Shimada Y. - IEEE Trans., 1970, MTT - 18, N5.

Лабораторный практикум по основам измерительной техники. /С.В.Бирюков, А.В.Бубнов, А.И.Тихонов. М/У О.: 2002.