ласован, однако два других входа не полностью развязаны между собой, но могут быть согласованы в рабочем режиме. Чтобы полностью их развязать, необходима дополнительная шунтирующая индуктивность, приводящая к рассогласованию. Второе условие реализуется в схемах на основе моста Уитстона при совмещении с помощью согласованных линий пар сопротивлений его противоположных плеч в одно. В простейшей схеме такого типа (рис. 12.14) объединена одна пара сопротивлений [23, 56J, а нагрузка 2R* может быть симметричной или подключенной к земле любым концом.

Объединив несимметрично относительно земли сопротивления в двух парах, получим эффективное устройство (рис. 12.15, а) с одним симметричным относительно земли входом [57].

Схема замещения для области нижних частот представляет собой обычный дифференциальный Тр. Входы 1 и 2 развязаны полностью, а развязка между входами 3 и 4 составит [дБ] = 10 Ig 4 11 -f + (idiL/Rf], где L - индуктивность намагничивания, отнесенная к зажимам 2-2.

В области верхних частот все входы согласованы и попарно развязаны, если W = R/2**. Если линии, размещенные вне магнитопровода, сохраняются идентичными, но их равные электрические длины (Xi) и волновые сопротивления будут отличаться от таковых для линий, размещенных на магнитопроводе, то входы / и 2 остаются полностью развязанными, входы 3 и 4 перестают быть полностью развязанными и возникает рассогласование на всех входах. При этом рассогласование на входах / и 2 то же самое, что и на входах 3 п 4 прн равноамплитудных синфазных источниках на них. Анализ схемы рис. 12.15, а методом синфазных и противофазных возбуждений на входах 3 и 4 при W = bR дает

S+ =

2 f 1 -cos (x-]-x)] -X sin ,Vi 2 [1 -cos ~b~ sin л; sin Xi - j2b~ sin (x-j-Xi)

1 - cos (x-Xi) - 2 sin X sin Xl + / (2ft- l/2b) sin (x + x) 1 -3 cos (x-\~x,)-.-2sin X sin x, + / (2/ - l/2b) sin (x-hxi)

-3 cos {x-\~Xi)~2sin X sin Xyj (2/ - l/2b) sin (x-

Развязка между входами 3 и 4 (спадающие кривые на рис. 12.15, б определяется согласно (2.5) и (2.35) для различных t = х^/х.

На основе рис. 12.15, а можно образовать устройство с четырьмя симметричными относительно земли входами, полностью согласованными и попарно развязанными (рис. 12.16, а). Для области нижних частот оно имеет ту же схему замещения, что и устройство рис. 12.3. Вход 2-2 можно перевести в несимметричный с помощью дополнительной коаксиальной линии, совмещенной своим внешним проводником с любой парой коаксиальных линий устрой- ства рис. 12.16, б, и подключением к общей шине (земле) внешнего

* Линии можно параллельно соединить и на выходе, если необходима нагрузка Rl2.

** Это справедливо, если при отсутствии поля в магнитопроводе Uo > W или W+ у W (см. сноску на стр. 225).

проводника дополнительной линии со стороны зажимов 3-3 и 44 (см. рис. П.2 приложения к ч. III).

В свою очередь устройство рис. 12.16 можно преобразовать в другой тип, аналогичный рис. 12.15, а по включению относительно земли, но более эффективный. Для этого следует:

- соединить с землей зажимы а п а';

Рис. 12.12. Устройство с гальванически развязанным симметричным выходом

Рис. 12.13. Устройство с несимметричными входами

Рис. 12.14. Согласованно-развязанное устройство с избыточным резистором

Рис. 12.15. Согласованно-развязанное о^ц-устройство (а) завнснмостн S+ = =/(.v) и 1{х) (б)

гб \ J* х,грав 0,5,Щб {3\s\,x/3)

- соединить между собой зажимы 4 и 4 н подключить туда нагрузку;

- зажимы 3 и 3 считать раздельными входами относительно земли.

В результате получим устройство (рис. 12.17, а) с согласованными и полностью развязанными входами. В отличие от устройства рис. 12.15, а, здесь нет линий, размещенных вне магнитопровода, достигается большая шунтирующая индуктивность и отсутствует критичность характеристик к небольшим отклонениям длин линий от их резонансных величин (см. сноску на с. 160). Спаренные линии рассматриваемого устройства могут быть выполнены связан.

Рис. 12.16. Согласованно-развязанное устройство с симметричными входами: а - электрическая схема; б -вариант выполнения

Рис. 12.17. Согласованно-развязанное устройство с тремя несимметричными входами (а), устройство на идентичных связанных линиях (б), усложне11Ный вариант (s) н устройство с симметричными входами (г); магнитопровод не показан

ными (рис. 12.17, б). Устройство (рис. 12.17, а) можно развить на случай большего числа совмещенных линий, примером чему служитрис. 12.17,в [101[. При этом входы / и 2 не являются полностью развязанными. Вместе с тем развязка сохраняется достаточно высокой теоретически в неограниченной полосе частот, и поэтому такие устройства весьма перспективны. Однако они имеют избыточное число развязывающих резисторов, следовательно, рабочим является лишь режим суммирования, мощности синфазных генераторов, что, как правило, и осуществляется на практике. Аналогичные устройства имеются с симметричными входами, как, например, рис. 12.17, г с волновым сопротивлением всех линий W = R.

Часто возникает задача суммирования мощности несимметричных относительно земли генераторов в симметричной нагрузке, для чего может быть использовано, в частности, устройство согласно рис. 12.15, а. Имеется и другая возможность, связанная в простейшем случае с преобразованием схемы рис. 12.15, а.

Нетрудно заметить, что эта схема на входах 3 и 4 представляет собой, по сути дела, ТЛ 1 : 2, аналогичный рис. 10.8, а, но с изменением полярности. Согласно сказанному в §11.7 (рис. 11.36, о) можно исключить фазокомпенсирующую линию, а основную линию выполнить двухступенчатой. В результате этого получим равный нулю коэффициент отражения на входах 3 и 4 новой схемы при подключении к ним равноамплитудных противофазных источников. Устройство в целом (рис. 12.18) можно считать образованным из ТЛ ± (1 : 2) типа рис. 11.44, а.

Развязка между входами 3 и 4 определится из выражения I [дБ]=20 Ig (2/5+i) и составит [дБ] = 20 Ig 21+ 3 ctg*х при Z = = 1/2. В случае больших значений х целесообразно ввести сосредоточенные корректирующие элементы, подобно тому, как это было рассмотрено применительно к устройству рис. 12.9, а. Однако в данном случае корректируемым элементом является не разомкну-

Рис. 12.18. Согласованное устройство со ступенчатой линией Рис. 12.19. Устройство с дополнительной трансформацией

8В Зак. 1079

тый на конце отрезок линии, шунтирующий развязывающий резистор, а короткозамкнутый на конце отрезок линии, включенный последовательно с развязывающим резистором. Поэтому корректирующие элементы должны составлять цепь, дуальную по отношению к корректирующей цепи для устройства рис. 12.9, а. При этом зависимости по развязке будут немногим уступать приведенным на рис. 12.10, б, в, поскольку в рассматриваемом случае нормированная величина волнового сопротивления корректируемой линии составляет 2 3 вместо единицы для устройства рис. 12.9, а; не следует забывать, что длина х относится только к одной ступени линии.

На осйове согласованных ТЛ ± (1 : /г) со ступенчатой многопроводной линией, рассмотренных в § 11.7, могут быть построены самые разнообразные устройства. Все они имеют, в частности, то достоинство, что просто объединяются с дополнительным трансформатором и при этом не изменяются условия по согласованию и развязке; примером служит схема рис. 12.19.

12.3. УСТРОЙСТВА С ДВУМЯ МАГНИТОПРОВОДАМИ

При двух магнитопроводах можно решить следующие задачи:

1) сложение равных мощностей синфазных источников с изменением полярности напряжения на нагрузке;

2) создание устройств с четырьмя несимметричными относительно земли входами и согласованно-развязанных в области верхних частот;

3) суммирование равных мощностей двухтактных каскадов с ослаблением синфазных составляющих за счет сильной магнитной связи (см. § 11.8).

Для решения первой задачи воспользуемся схемой рис. 12.9, а, изменив заземляемый зажим резистора 2R и введя магнитопровод для нижней линии (рис. 12.20, а). При этом возрастают продольные напряжения и ухудшается развязка между входами 1 н 2 в области нижних частот. Для обеспечения полной развязки следует включить индуктивность L параллельно развязывающему резистору 2? и тогда полная шунтирующая индуктивность на входе / равна L/3, а на входе 2 равна L/2.

В области верхних частот устройство аналогично приведенному на рис. 12.9, а, но при прочих равных условиях имеет меньшую развязку ввиду большей длины линий. Для повышения развязки можно по аналогии с рис. 12.9, б ввести дополнительные линии. Для уменьшения продольных напряжений и улучшения характеристик в области нижних частот можно воспользоваться схемой рис. 12.20, б, в которой входы 1 и 2 полностью развязаны между собой н каждый из них шунтирован лишь индуктивностью L. В области верхних частот характеристики те же, что и в устройстве рис. 12.9, а.

В симметричном устройстве согласно рис. 12.21 (по типу рис. 12.11) три линии с U p - U также лЧопустнмо разместить на об-

щем магнитопроводе I. В области нижних частот для получения полной развязки между входами /-2, а также 3-4 следует шунтировать соответственно входы 5 и 2 индуктивностями L. При полной развязке между входами 1 и 2 на первом из них действует шунтирующая индуктивность L/2, а на втором - L. В области верхних частот устройство ведет себя аналогично устройству, изображенному на рис. 12.11.

Отметим еще устройство рис. 12.22, которое при четырех несимметричных относительно земли входах имеет малые продольные на-

Рис. 12.20. Устройство с изменением полярности к общей нагрузке: простейший вариант (а), вариант с уменьшенным f/np (б)

Рис. 12.21. Устройство с попарно развязанными в.ходамн

Рис. 12.22. Устройство с одной линией на каждом магнитопроводе

Рис. 12.23. Согласованно-развязанное устройство с частотно-завнснмым коэффициентом деления