Гибридный трансформатор (также известный как мостовой трансформатор , гибридная катушка или просто гибрид ) — это тип направленного ответвителя , который разработан для конфигурации в виде схемы с четырьмя портами , которые сопряжены попарно, реализованной с использованием одного или нескольких трансформаторов . Это частный случай более общей концепции гибридного ответвителя .
Сигнал, поступающий на один порт, делится поровну между двумя соседними портами, но не появляется на противоположном порту. На принципиальной схеме сигнал в W разделяется между X и Z, и никакой сигнал не проходит в Y. Аналогично, сигналы в X разделяются на W и Y, без сигнала в Z и т. д.
Для правильной работы требуется согласованное характеристическое сопротивление на всех четырех портах. Возможны формы гибрида, отличные от трансформаторных катушек; любой формат направленного ответвителя может быть спроектирован как гибрид. Эти форматы включают линии передачи и волноводы .
Основное применение гибридного трансформатора голосового диапазона — преобразование между 2-проводной и 4-проводной работой в последовательных секциях цепи связи , например, в четырехпроводном оконечном наборе . Такое преобразование было необходимо, когда репитеры были введены в 2-проводную цепь, что было частой практикой в телефонии начала 20-го века . Без гибридов выход одного усилителя напрямую подается на вход другого, что приводит к неконтролируемым колебаниям обратной связи (верхняя диаграмма). При использовании гибридов выходы и входы изолируются, что приводит к правильной работе 2-проводного репитера. В конце века эта практика стала редкостью, но гибриды продолжали использоваться в линейных картах .
Гибриды реализованы с использованием трансформаторов . Были использованы две версии трансформаторных гибридов: версия с одним трансформатором, обеспечивающая несбалансированные выходы с одним заземленным концом , и версия с двумя трансформаторами, обеспечивающая сбалансированные порты .
Для использования в 2-проводных повторителях достаточно версии с одним трансформатором, поскольку усилители в повторителях имеют заземленные входы и выходы. X, Y и Z имеют общую землю . Как показано слева, сигнал в W, 2-проводной порт, появится в X и Z. Но поскольку Y соединен мостом от центра катушки к центру X и Z, сигнал не появляется. Сигнал в X появится в W и Y. Но сигнал в Z является разностью того, что появляется в Y и, через катушку трансформатора, в W, который равен нулю. Аналогичные рассуждения доказывают, что обе пары, W и Y, X и Z, являются сопряженными.
Когда необходимо сбалансировать как 2-проводную , так и 4-проводную схему , используются гибриды с двойным трансформатором, как показано справа. Сигнал в порту W разделяется между X и Z, но из-за обратного подключения к обмоткам отменяется в порту Y. Сигнал в порту X идет в W и Y. Но из-за обратного подключения к портам W и Y, Z не получает сигнала. Таким образом, пары W и Y, X и Z являются сопряженными.
Телефонные гибриды используются в телефонных станциях для преобразования 4-проводного вида в 2-проводное соединение последней мили с телефоном абонента . Другой вид гибрида используется в телефонных трубках для преобразования четырех проводов передатчика (наушника) и приемника (микрофона) в 2-проводное линейное соединение. Этот вид гибрида чаще называют «индукционной катушкой» из-за его происхождения от высоковольтных индукционных катушек . Он не вырабатывает высокое напряжение, но, как и высоковольтная разновидность, это повышающий трансформатор для согласования импеданса передатчика с углеродной кнопкой с низким импедансом с более высокоимпедансными частями системы. Простая индукционная катушка позже превратилась в форму гибрида как меру снижения местного эффекта или громкости выходного сигнала микрофона, который возвращался в наушник. Без этого собственный голос пользователя телефона был бы громче в наушнике, чем голос другого абонента. [1] [2] Сегодня трансформаторная версия гибрида была заменена резисторными сетями и компактными версиями на базе ИС, в которых для выполнения функций гибридной катушки используются интегральные схемы .
Радиочастотные гибриды используются для разделения радиосигналов, включая телевизионные. Сплиттер разделяет антенный сигнал для подачи на несколько приемников.
В этой статье использованы материалы из Федерального стандарта 1037C. Администрация общих служб . Архивировано из оригинала 2022-01-22. (в поддержку MIL-STD-188 ).