環形器的簡介
環形器是一個多連線埠器件,其中電磁波的傳輸只能沿單方向環行,例如在下圖中,信號只能沿①→②→③→④→①方向傳輸,反方向是隔離的。在近代雷達和微波多路通信系統中都要用單方向環行特性的器件。例如,在收發設備共用一副天線的雷達系統中常用環形器作雙工器。在微波多路通信系統中,用環形器可以把不同頻率的信號分隔開。
環形器的基本原理
環形器的原理依然是磁場偏置鐵氧體材料各向異性特性。微波結構有微帶式、波導式、帶狀線和同軸式,其中以微帶三端環形器用的最多,用鐵氧體材料作介質,上置導帶結構,加恆定磁場,就具有環行特性。如果改變偏置磁場的方向,環行方向就會改變。
環形器的性能問題
對於相對頻寬小於15%的低場環行器和隔離器,一般都不會出現峰值(即高次模)。對於大於25%寬頻時,有人認為鐵氧體結環行器,相當於開路諧振器。在這個諧振器中有混合諧振模、即高次模,這個高次模在中心導體和接地面間的縱向不均勻,磁場磁化不均勻,它擾亂了鐵氧體環行器的場分布,同時,還有大量輻射能量,還由於高次模的產生使輸入、輸出電路中的阻抗元件直接耦合,還能形成附諧振電路。在這個諧振頻率使損耗加大,使輸出的相位發生旋轉,破壞環行器的特性。
解決方法是:
1.中心導體不能偏離對稱面。保證中心導體的中心與樣品圓心同心合一。
2.鐵氧體無氣孔。鐵氧體樣品面的平整、光滑、無缺。
3.鐵氧體和接地之間有良好的接觸。
4.外加偏壓磁場要均勻。
5.裝焊清潔無異物。
6.樣品接地面加軟錫箔。焊點要平整、光滑、無虛焊現象。
環形器的套用狀況
將步進電動機的通電狀態表固化在可程式唯讀存儲器EPROM中,用可逆計數器對脈衝源的脈衝信號作加(或減)法循環計數,計數器的輸出端接到EPROM的地址匯流排,控制計數器的加(或減)計數就如同控制狀態表指針移動方向一樣,把EPROM中固化的狀態字由其數據匯流排依次送出,控制步進電動機各相功放電路的導通或截止.這樣,可逆計數器和EPROM就代替了步進電動機驅動電源中的環形分配器。 硬體電路簡單,只有計數器和程式存儲器兩大部分,計數長度可以用簡單的外圍電路實現。EPROM中固化的內容也非常簡單,不需作軟體設計,只需把幾個表圈化其中即可。
便於實現環形分配器的多功能化增加少量器件、適當改變計數長度,就可構成多功能環形分配器。不僅適用於三相反應式步進電動機,而且適用於採用4拍分配方式的四相反應式步進電動機,這只需要在EPROM中再固化上4拍分配方式的狀態表及增加一個A6端作為分配方式選擇端,此時狀態表的存儲地址就變成了OOH~7BH,所增加的地址足以用來存放四相4拍的各種分配方式。
徹底排除非法狀態狀態表的存放方法有多種,如三相6拍分配方式可採用如表3所示存法,也可存放如表5所示狀態表,對於後種存法,是每來兩個脈衝信號,電機改變一次通電狀態,這個環形分配器還兼有分頻器的作用。