موضوع مقاله: ترانسفورماتور امپدانس ربع‌موج | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ترانسفورماتور امپدانس ربع‌موج | مقدمه: رابطه بین امپدانس مشخصه، Z0، امپدانس ورودی، Zin و امپدانس بار، ZL به صورت زیر است: جایگزین‌های ترانسفورماتور امپدانس ربع‌موج شامل مدارهای فشرده هستند که می‌توانند عملکرد مبدل امپدانس را تولید کنند و شاخک‌هایی برای تطبیق امپدانس. | ## بخش 1: ترانسفورماتور امپدانس ربع‌موج | در فرکانس‌های رادیویی با فرکانس‌های وی‌اچ‌اف بالا یا بالاتر تا فرکانس‌های ریزموج، یک چهارم طول‌موج به‌اندازه کافی کوتاه است تا این جزء را در بسیاری از محصولات بگنجاند، اما آنقدر کوچک نیست که نتوان آن را با استفاده از محدوده‌خطاهای مهندسی معمولی ساخت، و در این فرکانس‌ها است که افزاره اغلب با آن مواجه می‌شود. کاربرد دیگر زمانی است که برق دی‌سی باید به یک خط انتقال تغذیه شود، که ممکن است برای تغذیه یک افزاره فعال متصل به خط، مانند ترانزیستور کلیدزنی یا دیود خازنی، لازم باشد. یک منبع ولتاژ دی‌سی ایدئال دارای امپدانس صفر است، یعنی یک اتصال کوتاه ارائه می‌دهد و اتصال کوتاه مستقیماً از طریق خط مفید نیست. تغذیه در دی‌سی از طریق یک ترانسفورماتور λ/۴ (لاندا چهارم)، اتصال کوتاه را به یک مدار باز تبدیل می‌کند که تأثیری بر سیگنال‌های روی خط ندارد.Bhat & Koul, p.686. این افزاره می‌تواند به عنوان یک قطعه در یک فیلتر استفاده شود و در این کابردی گاهی به عنوان یک مبدل شناخته می‌شود زیرا وارون ریاضی یک امپدانسی را تولید می‌کند. وارون‌گرهای امپدانس را نباید با معنای رایج تر وارون‌گر قدرت برای دستگاهی که عملکرد معکوس یکسوکننده دارد، اشتباه گرفت. چنین مدارهایی زیادی وجود دارند و این اصطلاح لزوماً به معنای ترانسفورماتور λ/۴ نیست. | ## بخش 2: ترانسفورماتور امپدانس ربع‌موج | به همین ترتیب، برای فیلترهای میان‌گذر، یک فیلتر نوع دوتشدیدگر (تشدیدگرها و پادتشدیدگرها) را می‌توان به یک نوع یک‌تشدیدگر تبدیل کرد. فیلترهایی که دارای وارون‌گرهای λ/۴ هستند فقط برای کاربردهای باند باریک مناسب هستند. این به این دلیل است که خط ترانسفورماتور امپدانس تنها دارای طول الکتریکی صحیح λ/۴ در یک فرکانس خاص است. هرچه سیگنال از این فرکانس دورتر باشد، ترانسفورماتور امپدانس عملکرد وارون‌گری امپدانس را با دقت کمتری بازتولید می‌کند و با دقت کمتری مقادیر عنصر طراحی اصلی فیلتر با عنصر فشرده را نشان می‌دهد.Matthaei et al, pp.434-435. با نگاه به باری که از طول خط انتقال بدون اتلاف می‌گذرد، امپدانس نرمال شده با افزایش ، به دنبال دایره آبی تغییر می‌کند. در فاصله یک چهارم طول‌موج از مدار باز، نوسانات جریان و ولتاژ دقیقاً مشابه یک اتصال کوتاه است و بالعکس. خط انتقالی که در مقداری امپدانس ، ZL، که با امپدانس مشخصه، Z 0 متفاوت است، پایانیده است، منجر به بازتاب موجی از پایانش به منبع خواهد شد. | ## بخش 3: ترانسفورماتور امپدانس ربع‌موج | در ورودی خط، ولتاژ بازتابی به ولتاژ تابنده اضافه می‌شود و جریان بازتابی از جریان تابنده کم می‌کند (به دلیل اینکه موج در جهت مخالف درحال‌حرکت است). نتیجه این است که امپدانس ورودی خط (نسبت ولتاژ به جریان) با امپدانس مشخصه متفاوت است و برای خطی به طول l برابر با:Connor, pp.13-16. یک خط انتقال بسیار کوتاه، مانند مواردی که در اینجا در نظر گرفته شده‌اند، در بسیاری از موقعیت‌ها اتلاف قابل‌توجهی در طول خط نخواهد داشت و ثابت انتشار را می‌توان به عنوان ثابت فاز کاملاً فرضی در نظر گرفت، iβ و بیان امپدانس تقلیل میابد به،Connor, pp.13-16. خواص مشابهی را می‌توان با استفاده از یک شبکه "T" یا "PI" متشکل از عناصر فشرده که هر یک دارای راکتانسی برابر با Zo خط انتقال یک‌چهارم طول‌موج (λ) شبیه‌سازی شده است، تحقق بخشید.C. این درک از ترانسفورماتور در فرکانس‌های پایین‌تر مفید است، جایی که یک خط انتقال ربع‌موج به‌طور غیرعملی دراز است. مانند خط انتقال فیزیکی، رابطه بین امپدانس مشخصه، Z0، امپدانس ورودی، Zin و امپدانس بار، ZL برقرار است: ترانسفورماتور ربع‌موج جایگزینی برای یک شاخک است. | ## جمع‌بندی | اما، در حالی که یک شاخک در یک مدار اتصال‌کوتاه (یا باز) پایانیده شده و طول آن طوری انتخاب می‌شود که تبدیل امپدانس مورد نیاز را ایجاد کند، ترانسفورماتور λ/۴ در سِری با بار است و طول و امپدانس مشخصه آن برای تولید تبدیل امپدانس مورد نیاز طراحی شده است.