Импульсный трансформатор

Импульсный трансформатор применяется для повышения или понижения напряжения широкополосных сигналов. Он представляет собой частный случай связанных контуров с коэффициентом связи ,

в которых вместо конденсаторов играют роль паразитные емкости. Для увеличения коэффициента связи обе индуктивности наматывают на один железный или ферритовый сердечник, если же сердечник не используется, то обмотки должны быть близки друг к другу. В общем случае схема сложна для анализа, поэтому рассмотрим упрощенные частные случаи.

а. Идеальный трансформатор

Пренебрегаем паразитными емкостями, сопротивлением обмоток и индуктивностью рассеяния.

, , ,

- коэффициент трансформации.

.

Т. к. .

.

;.	Эквивалентная схема

б. Низкие частоты

(передача трансформатором вершины импульса)

На низких частотах будем пренебрегать индуктивностью рассеяния и паразитными емкостями.

Введением сопротивления получим следующую эквивалентную схему:

; ;

; ,

где ; ; .

Найдем сигнал на выходе при подаче на вход длинного

прямоугольного импульса 1(t).

; ; ;

При : ; ; .

В общем случае , где , - суммарное сопротивление источника и первичной обмотки.

в. Высокие частоты (передача фронта импульса)

.

;

.

Введем коэффициент затухания .

1) d = 1 ;

, где или

, ;

,

.

,

.

2) d >> 1 , что будет при , т. е. при .

;

; , ;

С учетом емкости при d > 1 .

;

, .

3) d << 1. Возникает колебательный процесс, но длительность фронта остается примерно равной с учетом затухания колебаний.

В общем случае подачи прямоугольного импульса:

; ; .

Индуктивность рассеяния:

; .

t₁; t₂ – толщины первичной и вторичной намотки, Ñ - зазор между обмотками, n₁ – число первичных витков, l_m – длина намотки, L_s0 – включает также индуктивность проводов. Полная индуктивность рассеяния включает также индуктивность нагрузки: ,

s_ж и l_ж - сечение и длина железного сердечника.

Паразитная емкость:

; .

При повышающем трансформаторе иногда считают .

Насыщение сердечника:

; .

Для железа , для ферритов .