一、定義與工作原理

注入變壓器（Injection Transformer），也稱注入器或信號注入器，本質(zhì)上是一種特殊設(shè)計的、用于信號注入的隔離變壓器，主要用于將網(wǎng)絡(luò)分析儀、示波器、頻響分析儀等測量設(shè)備的小信號注入到被測電路中，同時實(shí)現(xiàn)電氣隔離，避免測量設(shè)備對被測系統(tǒng)造成干擾。其工作原理基于電磁感應(yīng)和信號耦合技術(shù)，通過精心設(shè)計的磁芯和繞組結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高頻信號的高效傳輸與低頻信號的精確注入。它不改變信號的本質(zhì)內(nèi)容（如調(diào)制方式），而是作為一個“橋梁”，確保信號能注入系統(tǒng)，同時保護(hù)兩端的設(shè)備。

注入變壓器的核心工作原理基于電磁感應(yīng)，通過初級與次級繞組的磁耦合傳輸信號。其工作機(jī)制主要包括以下幾個方面：

（1）信號注入與提?。簩⑿⌒盘栕⑷氡粶y電路，同時從電路中提取響應(yīng)信號，用于分析系統(tǒng)特性；

（2）電氣隔離：提供高隔離電壓，確保測試設(shè)備與主系統(tǒng)之間的電氣安全隔離；

（3）線性響應(yīng)：在整個工作范圍內(nèi)保持良好的線性特性，確保輸出信號與輸入信號成比例關(guān)系；

（4）阻抗匹配：優(yōu)化繞組設(shè)計，實(shí)現(xiàn)測試設(shè)備與被測電路之間的最佳阻抗匹配。

二 、注入變壓器的分類

根據(jù)技術(shù)原理、應(yīng)用場景和性能特點(diǎn)，注入變壓器可分為以下幾類：

2.1按信號類型分類

a.電流注入型：利用變壓器磁感應(yīng)原理將輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為隔離電流信號注入被測電路，如J2111B。適用于高頻電源環(huán)路穩(wěn)定性分析、瞬態(tài)負(fù)載階躍測試等。

b.電壓注入型：直接向被測電路注入電壓信號，通過電阻分壓或電容耦合實(shí)現(xiàn)信號隔離，如J2120A。適用于電源抑制比(PSRR)測量、輸入阻抗分析、低頻電源濾波器測試。

c.固態(tài)注入型：基于半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)信號注入，工作在直流條件下，如J2112A。適用于高頻瞬態(tài)響應(yīng)測試、負(fù)載階躍測試、高頻開關(guān)電源特性分析等。

2.2按隔離方式分類

a.變壓器隔離型：通過磁芯和繞組實(shí)現(xiàn)電氣隔離，提供高隔離電壓，如Omicron B-WIT 100。

性能優(yōu)勢：隔離電壓高（可達(dá)600V CAT II），適合高電壓系統(tǒng)測試。

局限性：在直流偏置下易飽和，限制了其在PSRR等直流偏置場景的應(yīng)用。

b.電阻/電容耦合型：利用電阻分壓或電容耦合實(shí)現(xiàn)信號注入與隔離。如Picotest J2120A。

性能優(yōu)勢：支持高直流偏置（如50VDC），適合PSRR測量等場景。

局限性：隔離電壓較低，帶寬受限。

2.3按頻率特性分類

a.窄帶注入變壓器：適用于特定頻段的測試需求，工作帶寬較窄，在目標(biāo)中心頻率處實(shí)現(xiàn)最佳性能。如B-LFT 100（10mHz-100kHz）。

b.寬帶注入變壓器：適用于寬頻率范圍的測試應(yīng)用，可在寬頻率范圍內(nèi)保持性能平坦。如Picotest J2111B（1Hz-40MHz）、Omicron B-WIT 100（1Hz-10MHz）。

三、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)解析

注入變壓器的性能主要由以下參數(shù)決定：

在變壓器設(shè)計中，帶寬與磁芯材料和繞組結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。低頻性能要求更大的磁芯和更多的匝數(shù)，但會增加變壓器物理尺寸；高頻性能則需要良好的磁芯耦合、小尺寸和較少的匝數(shù)，以減少寄生參數(shù)的影響。