Širokopásmový zvyšovací transformátor s prstencovým feritovým jádrem. Vyvažovací transformátory na feritových trubkách

V elektronických a elektrických obvodech se používají různé typy transformátorových zařízení, které jsou žádané v mnoha oblastech hospodářské činnosti. Například pulzní transformátory (dále jen IT) jsou důležitým prvkem instalovaným téměř ve všech moderních napájecích zdrojích.

Konstrukce (typy) pulzních transformátorů

V závislosti na tvaru jádra a umístění cívek na něm se IT vyrábí v těchto provedeních:

  • jádro;
  • obrněný;
  • toroidní (nemá cívky, drát je navinutý na izolovaném jádru);
  • pancéřová tyč;

Čísla ukazují:

  • A – magnetický obvod vyrobený z jakostí transformátorové oceli vyrobený technologií válcování kovů za studena nebo za tepla (s výjimkou toroidního jádra je vyroben z feritu);
  • B – cívka z izolačního materiálu
  • C – vodiče vytvářející indukční vazbu.

Všimněte si, že elektroocel obsahuje málo křemíkových přísad, protože způsobuje ztrátu výkonu vlivem vířivých proudů na magnetický obvod. V toroidní IT může být jádro vyrobeno z válcované nebo ferimagnetické oceli.

Tloušťka desek pro sadu elektromagnetických jader se volí v závislosti na frekvenci. Jak se tento parametr zvyšuje, je nutné instalovat tenčí desky.

Princip činnosti

Hlavním znakem transformátorů pulzního typu (dále jen IT) je, že jsou napájeny unipolárními pulzy s konstantní složkou proudu, a proto je magnetický obvod ve stavu konstantní magnetizace. Níže je schematický diagram připojení takového zařízení.


 Schéma: připojení pulzního transformátoru

Jak vidíte, schéma zapojení je téměř totožné s běžnými transformátory, což se o časovém schématu říci nedá.

Primární vinutí přijímá pulzní signály mající obdélníkový tvar e(t), přičemž časový interval mezi nimi je poměrně krátký. To způsobí nárůst indukčnosti během intervalu t u, po kterém je pozorován její pokles v intervalu (T-t u).

Indukční změny nastávají při rychlosti, kterou lze vyjádřit pomocí časové konstanty pomocí vzorce: τ p =L 0 /R n

Koeficient popisující rozdíl induktivního diferenciálu je určen následovně: ∆V=V max – V r

  • В max – úroveň maximální hodnoty indukce;
  • V r – zbytkový.

Rozdíl v indukci je zřetelněji znázorněn na obrázku, který znázorňuje posunutí pracovního bodu v obvodu magnetického vodiče IT.


Jak je vidět na časovém diagramu, sekundární cívka má napěťovou úroveň U 2, ve které jsou přítomny zpětné emise. Takto se projevuje energie akumulovaná v magnetickém obvodu, která závisí na magnetizaci (parametr i u).

Proudové impulsy procházející primární cívkou mají lichoběžníkový tvar, protože zátěž a lineární proudy (způsobené magnetizací jádra) jsou kombinovány.

Hladina napětí v rozsahu od 0 do t u zůstává nezměněna, její hodnota e t =U m. Pokud jde o napětí na sekundární cívce, lze jej vypočítat pomocí vzorce:

kde:

  • Ψ – parametr propojení toku;
  • S je hodnota, která odráží průřez magnetického jádra.

Vzhledem k tomu, že derivace, která charakterizuje změny proudu procházejícího primární cívkou, je konstantní, dochází k nárůstu indukční úrovně v magnetickém obvodu lineárně. Na základě toho je přípustné místo derivace zadat rozdíl mezi ukazateli převzatými v určitém časovém intervalu, což vám umožní provádět změny ve vzorci:

v tomto případě bude ∆t identifikováno s parametrem t u, který charakterizuje dobu trvání impulsu vstupního napětí.

Pro výpočet plochy pulsu, se kterou se generuje napětí v sekundárním vinutí IT, je nutné vynásobit obě části předchozího vzorce t u. V důsledku toho dojdeme k výrazu, který nám umožňuje získat hlavní parametr IT:

U m x t u =S x W 1 x ∆V

Všimněte si, že velikost oblasti pulzu přímo závisí na parametru ∆B.

Druhou nejdůležitější veličinou charakterizující činnost IT je indukční pokles, který je ovlivněn takovými parametry, jako je průřez a magnetická permeabilita magnetického jádra, stejně jako počet závitů na cívce:

Tady:

  • L 0 – indukční rozdíl;
  • µ a – magnetická permeabilita jádra;
  • W 1 – počet závitů primárního vinutí;
  • S - plocha průřezu jádra;
  • l cр – délka (obvod) jádra (magnetického jádra)
  • V r – hodnota zbytkové indukce;
  • In max – úroveň maximální hodnoty indukce.
  • H m – Síla magnetického pole (maximální).

Vzhledem k tomu, že parametr indukčnosti IT zcela závisí na magnetické permeabilitě jádra, je při výpočtu nutné vycházet z maximální hodnoty µ a, kterou znázorňuje magnetizační křivka. V souladu s tím by pro materiál, ze kterého je jádro vyrobeno, měla být úroveň parametru Br, který odráží zbytkovou indukci, minimální.

Video: podrobný popis principu činnosti pulzního transformátoru

Na základě toho je páska vyrobená z transformátorové oceli ideální jako materiál jádra IT. Můžete také použít permalloy, která má minimální koeficient pravoúhlosti.

Jádra vyrobená z feritových slitin jsou ideální pro vysokofrekvenční IT, protože tento materiál má nízké dynamické ztráty. Ale kvůli své nízké indukčnosti se IT musí vyrábět ve velkých velikostech.

Výpočet pulzního transformátoru

Zvažme, jak je nutné vypočítat IT. Všimněte si, že účinnost zařízení přímo souvisí s přesností výpočtů. Jako příklad si vezměme konvenční obvod převodníku, který používá toroidní IT.


Nejprve musíme vypočítat úroveň výkonu IT, k tomu použijeme vzorec: P = 1,3 x P n.

Hodnota Pn zobrazuje, kolik energie zátěž spotřebuje. Poté vypočítáme celkový výkon (R gb), nesmí být menší než výkon zátěže:

Parametry potřebné pro výpočet:

  • S c – zobrazuje plochu průřezu toroidního jádra;
  • S 0 – plocha jeho okna (jak se očekává, tato a předchozí hodnota jsou zobrazeny na obrázku);

  • B max je maximální vrchol indukce, záleží na použitém feromagnetickém materiálu (referenční hodnota je převzata ze zdrojů popisujících vlastnosti feritových jakostí);
  • f je parametr charakterizující frekvenci, se kterou se napětí převádí.

V další fázi se určí počet závitů v primárním vinutí Tr2:

(výsledek je zaokrouhlen nahoru)

Hodnota U I je určena výrazem:

U I =U/2-U e (U je napájecí napětí do měniče; U e je napěťová úroveň přiváděná do emitorů tranzistorových prvků V1 a V2).

Pojďme k výpočtu maximálního proudu procházejícího primárním vinutím IT:

Parametr η je roven 0,8, to je účinnost, se kterou musí náš převodník pracovat.

Průměr drátu použitého ve vinutí se vypočítá podle vzorce:


Pokud máte problémy s určením základních parametrů IT, můžete na internetu najít tematické stránky, které vám umožní vypočítat libovolné pulzní transformátory online.

Aby byl napáječ sladěn s anténou, používají se přizpůsobovací zařízení (MD) - v amatérském rádiovém slangu „ balun“ (BALUN – vyvážený/nevyvážený, tedy symetrický/asymetrický). Abychom byli úplně přesní, řídicí systémy se dodávají v různých „symetricko-asymetrických“ kombinacích (BALUN, BALBAL, UNUN). Nesymetrický vstup je připojen ke koaxiálnímu napáječi nebo nesymetrické anténě (např. LW). Symetrický vstup je připojen k dvouvodičovému napáječi nebo symetrické anténě (například dipól). Nastavitelné přizpůsobovací zařízení se často nazývá anténní tuner (který někdy funguje jako předvolba).

Nejoblíbenější řídicí systémy jsou ve formě širokopásmových přizpůsobovacích transformátorů, jejichž vinutí tvoří dlouhou řadu. Poměr odporů vinutí se vypočítá podle vzorce: R1=k^2*R2, kde k je transformační poměr (poměr počtu závitů primárního vinutí k počtu závitů sekundárního).

V zahraničí se do radioamatérské praxe dostaly dva typy širokopásmových transformátorů: Guanella (proud) a Ruthroff (napětí), podle jmen autorů příslušných článků:
1. Guanella, G., “Novel Matching Systems for High Frequencies,” Brown-Boveri Review, sv. 31, září 1944, str. 327-329.
2. Ruthroff, C. L., “Some Broad-Band Transformers,” Proc IRE, Vol 47, srpen 1959, str. 1337-1342.

V SSSR je V.D. známý svými publikacemi o širokopásmových transformátorech. Kuzněcov.

V současné době jsou populární širokopásmové transformátory (BCT, „baluns“) na feritových kroužcích, tyčích nebo „dalekohledech“. Existují však také SHPT bez feritových jader. Feritová jádra zpravidla nepracují jako magnetický obvod při vysokých frekvencích (karbonylová jádra pracují na HF) a dochází k transformaci proudu v důsledku vzájemné indukce (magnetické vazby) vinutí. V tomto případě feritové jádro pouze zvyšuje indukčnost vinutí. Balun s poměrem 1:1 je obvykle běžná RF tlumivka, i když existují také baluny.

Pokud je nutné kombinovat minimální ztrátový faktor s minimální propustnou kapacitou, doporučuje se použít transformátory s objemovými závity. Relativní šířka pracovního rozsahu je 10-15 (poměr horní frekvence k dolní frekvenci).

Transformátory s objemovými závity (indukční smyčka)

Transformátorový design s objemovým otáčením

Takový transformátor se vyznačuje vysokou symetrií, protože kapacitní vazba mezi jeho vinutími je minimalizována.

Spojení mezi primárním a sekundárním vinutím, umístěným na prstencových feritových jádrech s vysokou magnetickou permeabilitou, se provádí pomocí volumetrické cívky (indukční smyčky) tvořené tělem transformátoru (stíněním) a tyčí - šroubem, který utahuje celou konstrukci.

Nicméně vzhledem k tomu, že Spojení transformátoru mezi primárním a sekundárním vinutím je provedeno objemovým závitem tvořeným kovovou přepážkou, kovovými misky a tyčí; takový transformátor není schopen přenášet významný výkon kvůli Foucaultovým proudům (měděný „objemový závit“ je vyhřívané vířivými proudy).

Takový transformátor byl použit na radiostanici R-140 jako balunový transformátor pro přijímací V-anténu.

Transformátory s vnějším závitem(u feritových trubic „dalekohledy“) fungují díky vzájemné indukci vinutí. Feritové jádro musí mít v tomto případě vyšší magnetickou permeabilitu, aby se zvýšila indukčnost vinutí. Jádro zde nefunguje jako magnetický obvod.

Bifilární vinutá cívka pro balun 4:1

Ferity mají dvě hlavní vlastnosti: magnetickou permeabilitu a měrný odpor. Čím vyšší je měrný odpor, tím nižší jsou ztráty vířivými proudy, tím méně se jádro zahřívá.

Baluny se „vzduchovým jádrem“ (tj. zcela bez jádra) mají oproti feritovým řadu výhod. Jsou méně náročné na instalaci, snesou větší výkon a jsou jednodušší na výrobu. Ve srovnání s feritovými transformátory však mají užší provozní frekvenční rozsah.

Párování pomocí čtvrtvlnného transformátoru (Q-match – Quarter Wavelength Transformer Matching)

Čtvrtvlnný napáječ je impedanční transformátor a pokud je zde anténa se vstupní impedancí Ra.in a napáječ s charakteristickou impedancí Qph, pak pro přizpůsobení je nutné mezi ně zapojit čtvrtvlnný transformátor s charakteristikou impedance: Qtr = √(Ra.in*Qph).

Teoreticky můžete vytvořit Q-match pro jakýkoli případ, pokud máte možnost vytvořit čtvrtvlnné napájecí vedení jakékoli impedance. V radioamatérské praxi se však Q-match používá jen zřídka, například při přizpůsobení antény Delta Loop (která má vstupní impedanci asi 112 Ohmů) s 50 Ohmovým kabelem. V tomto případě je mezi anténu a napáječ zapojen čtvrtvlnný úsek 75ohmového kabelu. Dalším omezením Q-match je, že je jednopásmový.


Transformátory na feritových trubicích plní několik funkcí najednou: transformují odpor, vyrovnávají proudy v ramenech antény a potlačují proud na vnějším povrchu opletení koaxiálního napáječe. Nejlepším domácím feritovým materiálem pro širokopásmové transformátory (BCT) je ferit třídy 600NN, ale trubková magnetická jádra z něj nebyla vyrobena...

Nyní se v prodeji objevily feritové trubky zahraničních firem s dobrými vlastnostmi, zejména FRR-4,5 a FRR-9,5 (obr. 1), o rozměrech dxDxL 4,5x14x27 a 9,5x17,5x35 mm. Posledně jmenované elektronky byly použity jako tlumivky pro potlačení šumu na kabelech spojujících jednotky počítačového systému s monitory s katodovými trubicemi. Nyní se masivně nahrazují maticovými monitory a ty staré se vyhazují i ​​s propojovacími kabely.

Rýže. 1. Feritové trubice

Čtyři feritové trubice, naskládané vedle sebe po dvou, tvoří ekvivalent „dalekohledu“, na který lze umístit vinutí transformátoru, pokrývající všechna HF pásma od 160 do 10 metrů. Trubky mají zaoblené hrany, což zabraňuje poškození izolace vodičů vinutí. Je vhodné je spojit dohromady tak, že je omotáte širokou páskou.

Z různých širokopásmových transformátorových obvodů jsem použil nejjednodušší s oddělenými vinutími, jejichž závity mají další spojení kvůli těsně stočeným vodičům mezi sebou. To umožňuje snížit rozptylovou indukčnost a tím zvýšit horní mez pracovního frekvenčního pásma. Za jeden závit budeme považovat drát provlečený otvory obou tubusů „dalekohledu“ a „půl otáčky“ za drát provlečený otvorem jednoho tubusu „dalekohledu“. V tabulce jsou shrnuty možnosti transformátorů, které lze na těchto elektronkách použít. Zde N1 je počet závitů primárního vinutí; N2 - počet závitů sekundárního vinutí; K U - poměr transformace napětí; K R - koeficient transformace odporu; M - odporový poměr pro zdroj s výstupní impedancí 50 Ohmů.

Stůl

K U

Jak vidíte, je získán velmi široký výběr poměrů odporu. Transformátor s poměrem 1:1 jako tlumivka vyrovnává proudy v ramenech antény a potlačuje proud na vnějším povrchu opletu napájecího kabelu. Kromě toho transformují odpory i jiné transformátory. Co byste měli zvážit při výběru počtu otáček? Za jinak stejných okolností mají transformátory s jednozávitovým primárním vinutím přibližně čtyřnásobnou spodní hranici propustného pásma ve srovnání s dvouzávitovým primárním vinutím, ale jejich horní frekvence propustného pásma je také mnohem vyšší. Proto je pro transformátory používané z rozsahů 160 a 80 metrů lepší použít dvouotáčkové varianty a od 40 metrů a více - jednootáčkové. Je vhodnější použít celočíselné hodnoty pro počet závitů, pokud je žádoucí zachovat symetrii a rozmístit svorky vinutí na opačných stranách „dalekohledu“.

Čím vyšší je transformační poměr, tím obtížnější je získat širokou šířku pásma, protože se zvyšuje rozptylová indukčnost vinutí. Může být kompenzováno připojením kondenzátoru paralelně k primárnímu vinutí, přičemž jeho kapacita se zvolí na minimální SWR při horní pracovní frekvenci.

Pro vinutí používám obvykle drát MGTF-0,5 nebo tenčí, pokud se do otvoru nevejde požadovaný počet závitů. Předem si vypočítám potřebnou délku drátu a odříznu ji s určitou rezervou. Drát primárního a sekundárního vinutí pevně kroutím, až se navine na magnetický obvod. Pokud není feritový otvor vyplněn vinutím, je lepší závity navléknout do teplem smrštitelných trubiček vhodného průměru, nařezaných na délku „dalekohledu“, které po dokončení navinutí smrštíme fénem. Pevné přitlačení závitů vinutí proti sobě rozšiřuje šířku pásma transformátoru a často eliminuje kompenzační kondenzátor.

Je třeba mít na paměti, že zvyšovací transformátor může také pracovat jako klesající transformátor se stejným transformačním poměrem, pokud je „převrácený“. Vinutí určená pro připojení k nízkoodporovým odporům musí být vyrobena ze stínícího „opletení“ nebo několika paralelně zapojených vodičů.

Transformátor lze zkontrolovat pomocí SWR měřiče přiložením jeho výstupu na neindukční rezistor příslušné hodnoty. Hranice pásma jsou určeny přípustnou úrovní SWR (obvykle 1,1). Ztrátu zaváděnou transformátorem lze měřit měřením útlumu zavedeného dvěma stejnými transformátory zapojenými do série tak, že vstup a výstup zařízení mají odpor 50 ohmů. Nezapomeňte výsledek vydělit dvěma.

Poněkud obtížnější je vyhodnotit výkonové charakteristiky transformátoru. To bude vyžadovat zesilovač a ekvivalent zátěže, který zvládne požadovaný výkon. Je použit stejný obvod se dvěma transformátory. Měření se provádí při nižší pracovní frekvenci. Postupným zvyšováním výkonu CW a jeho udržováním asi minutu ručně zjišťujeme teplotu feritu. Úroveň, při které se ferit začne mírně zahřívat za minutu, lze považovat za maximální přípustnou pro daný transformátor. Faktem je, že při provozu nikoli na ekvivalentní zátěži, ale na skutečné anténě, která má určitou jalovou složku vstupní impedance, přenáší transformátor také jalový výkon, který může saturovat magnetický obvod a způsobit dodatečné zahřívání.

Na Obr. Obrázek 2 ukazuje praktické provedení transformátoru se dvěma výstupy: 200 ohmů a 300 ohmů.

Rýže. 2. Praktický návrh transformátoru se dvěma výstupy

Transformátory lze umístit na desku vhodné velikosti, která ji jakýmkoli praktickým způsobem chrání před srážkami.


Datum publikace: 07.12.2016

Názory čtenářů
  • Péťa / 31.07.2018 - 14:23
    Takže, kde mohu koupit trubky?

Pro podobnou konstrukci jsem se rozhodl hned po prvních testech a dnes neznám nejlepší způsob transformace odporů s takovými hmotnostně-rozměrovými parametry samotného transformátoru.

Základem zařízení jsou feritové trubice ze signálních kabelů počítačových monitorů. Výkon takového transformátoru závisí na průřezu trubky a jejich počtu. Například pár i těch nejmenších kabelových trubek pracuje volně při 200 wattech. Pro zvýšení výkonu transformátoru lze úměrně zvýšit počet elektronek. Takové sloupky lze také sestavit z jednotlivých vysoce propustných kroužků. V tomto případě při použití feritů vyrobených v CIS buďte připraveni zvýšit ukazatele hmotnosti a velikosti kvůli velkým ztrátám v nich.

Takto vypadá transformátor ve výkonovém zesilovači:

Transformátor této velikosti může pracovat se vstupním výkonem 500 W. Není těžké si představit rozměry jádra transformátoru pro 1 kW - jsou relativně malé! Ve skutečnosti jsem testoval takový transformátor na sílu pomocí výkonu, který byl pro něj zjevně příliš vysoký s ACOM-2000. Práce v soutěžním pileupu na pásmu 80m to zahřála a po 30 minutách přestala fungovat (anténní SWR prudce vzrostlo), ale po 10 minutách se SWR vrátilo do původního normálu. Nyní si představte rozměry transformátoru a do něj dodávaný výkon!

Transformační koeficient se vypočítá takto:

K=N22/N12

kde N 1 je počet závitů v primárním vinutí,

N 2 - počet závitů v sekundárním vinutí

Například transformátor s K = 2,25 obsahuje 2 závity v primárním vinutí a 3 závity v sekundárním vinutí. Takový transformátor lze použít například pro napájení antén s Rin asi 100 Ohmů.

Transformátor je navinut třemi dráty současně - navíjíme 1 otáčku. Poté namotáme závit drátem primárního vinutí a půl závitu dráty sekundárního vinutí. Je lepší použít dráty různých barev. Zapojte dva vodiče sekundárního vinutí do série. Připojovací bod má nulový potenciál (pokud je anténa symetrická) a musí být uzemněn pro odvod statické elektřiny. Primární vinutí takového transformátoru má smysl navinout silnějším drátem.

Jedna zatáčka vypadá takto:

Celý transformátor 1:2,25 je navinut takto:

Důležité upozornění: pokud je anténa asymetrická, pak střední bod sekundárního vinutí nelze uzemnit! Pro odvod statické elektřiny je lepší tento bod uzemnit přes odpor v řádu desítek kOhmů.

Pro výše zmíněnou anténu byl použit transformátor 1:2,78, který byl navinut na 4 elektronky takto: třemi dráty bylo provedeno 2,5 závitu a pak se přidal další půl závit pro primární vinutí. Sekundár byl zapojen do série. Výsledný poměr otáček byl 5:3. Bez kompenzace jsem dostal tento graf při zátěži 150 Ohmů:

Vzhledem k tomu, že anténa fungovala pouze v pásmech 1,8 a 3,5 MHz, kompenzaci jsem odmítl.

Valentin RZ3DK (SK) vytvořil následující graf bez použití kompenzační kapacity:

Při výpočtu zatáček musíte pochopit, že je potřeba nějaký kompromis. Jednak je potřeba provést závity minimálně dostatečně pro nejnižší rozsah a jednak nemůžeme získat velkou rozptylovou indukčnost v nejvyšších frekvenčních oblastech.

Abyste získali slušnou kopii, musíte dodržovat určitá „pravidla“:

1. Musíme se snažit o minimální, ale dostatečný počet závitů vinutí

2. Vezměte drát s co největším průřezem, zejména s vinutím s nízkým odporem.

3. Pro symetrické sekundární vinutí použijeme hotový kabel ze dvou vodičů (typu, který se dříve používal v napájecích šňůrách), který pak zapojíme do série. Rozhodně přitom budou mít stejnou délku a další parametry, čímž docílíte symetrie. Je logičtější použít takový vodič, pokud je počet závitů sekundárního vinutí před připojením konců násobkem celočíselné hodnoty.

4. Úplným a stejnoměrným vyplněním okénka jádra můžete dosáhnout menšího „ucpání“ v řadách HF.

5. Výchozím bodem pro výpočet může být minimální dostatečný počet otáček na nejnižším rozsahu. Pokud je pro danou propustnost elektronek málo závitů, dostanete nárůst SWR směrem k nízkofrekvenčním oblastem a možnému zahřívání.

6. Pokud chcete mít větší výkon zařízení, měli byste se snažit nezvyšovat počet trubic, ale zvětšit průřez každé trubice. A počet trubek by měl být minimální, tzn. pouze 2, ale „tlusté“!

Na závěr je třeba poznamenat, že hmotnostní a rozměrové parametry transformátorů přímo závisí na kvalitě feritu. Nevylučuji, že i při 100 wattech se vám transformátor zahřeje. Existují dvě možnosti: výměna trubek nebo zvýšení jejich počtu. Moje vzorky na 100 wattů svou teplotu vůbec nezměnily.

No, nezapomeňte, že čím větší je reaktivní složka v zátěži, tím horší je to pro transformátor.

O TDL ve třech částech:

  • #1

    Ahoj Dmitry!

    Mám dotaz ohledně železných trubek.
    Faktem je, že tyto trubky mají značný rozptyl v propustnosti (od 10 do 300 - od těch, na které jsem narazil a byly změřeny). Jak tento bod zohledňujete a který (z hlediska propustnosti) je lepší použít?
    V současné době používám takový trans-r na dvou elektronkách pro napájení vertikální delty o obvodu 86 m se současným napájením koaxiálním kabelem RD-200. TRX je vedle TRX. Délka napáječe je 15 m. Anténa je stavěna dokonce na 1,8 m Hz (hi!), samozřejmě její účinnost v tomto rozsahu je jako u parní lokomotivy...

  • #2

    Je požadována maximální propustnost trubek. 10 a ani 300 nestačí. Pravda, záleží na tom, jaké cíle sledujete. Nemyslím si, že je někdo ochoten, aby tyto transformátory fungovaly například pouze na 28 MHz.

  • #3

    Ahoj Dmitry!
    V jakých případech je nutné provést galvanické oddělení vinutí a v jakých ne (jako u vás)?

  • #4

    U antén jsou antény vždy galvanicky spojeny se zemí alespoň přes vysokoodporový odpor.

  • #5

    Ahoj Dmitry! Moje 86metrová Delta je napájena symetrickou linií dvou 75ohmových kabelů, jejich opletení jsou spojena (nikam nezapojena) Dále je transformátor, vyrobený v podobě dalekohledu z deseti trubic. Průřez 5,8 cm2 a dále kabel 50 ohmů (cca 10 m). Je nutné opletení spojit se zemí?

  • #6

    K posouzení celého obrázku není dostatek údajů, ale je jisté, že cop je třeba uzemnit!

  • #7

    Ahoj Dmitry!
    Chci zkusit napájet vlnový dipól 1,8 MHz dlouhý přibližně 164 metrů pomocí feritové západky, abych mohl posouvat výkonový bod po plátně a najít optimální bod pro 1,8 a 3,5 MHz. Soudě podle many je potřeba transformátor 1 až 2. Řekněte mi, jak to nejlépe udělat. dům 30 metrů v úrovni výtahu.

    [e-mail chráněný] Sergej RD0L

  • #8

    Pokud s ním pohnete, pak by v sekundáru měla být pouze jedna otáčka (čepel je jednou provlečena prstencem). Jelikož trans musí transformovat 1:2 a zvýšit odpor na (jak píšeš) 100 Ohmů, tak v jeho primárních závitech by mělo být sqr(0,5)=0,7vit, což je technicky nemožné. Proto tato metoda funguje pouze s anténami s Rin<=Rкабеля. И то, всего лишь несколько случаев, да еще и на очень высокопроницаемом феррите.

  • #9

    miláček (Středa, 13. září 2017 14:49)

    Dmitry, děkuji za nádherný příklad tr-ra, vše dopadlo 5 funguje dobře, výkon je 500 wattů, dvě trubice jsou studené, z čehož mám velkou radost, moc děkuji

  • #10

    ps Poté jsem navinul další 2 tr-ra na kabelové západky - všechny fungují dobře, ale výstupní kapacita musela být zvolena, pro každý případ vlastní kapacita od 50pf do 30,5 pf na 29,8 MHz max VSWR 1,35 na 330m, ale vše funguje na Windows, i když ne každý odpovídá, výkon je 100 wattů, díky, vše funguje, ještě jednou díky

  • #11

    Na zdraví, Valentine! Ano, kapacita kompenzace opravdu závisí na konstrukci.

  • #12

    Ahoj Dmitry!
    Seznámil jsem se s materiály vašeho článku.
    Předkládaný materiál je nepochybně užitečný, teorie bez praxe je mrtvá. Vysoký výkon, vysoké proudy ve stacionárních rádiových řídicích jednotkách - účinnost vysílače není nijak zvlášť důležitá. Další věcí jsou přenosné, malorozměrové, širokopásmové, lineární KV zesilovače s napájením 12V.
    RPU byl postaven na základě publikačních schémat transceiverů z let 2011-2014. Smutná zkušenost pokusů a omylů vedla k závěru, že ShPT (při k = 1:2 a 1:3) na dalekohledech Amidon s měděnými trubicemi neumožňuje zvýšit účinnost o více než 20-25% ve frekvenčním rozsahu nahoru na 30 MHz.
    SHPTL na stejném amidonu umožňuje získat účinnost asi 30-50%, ale objevily se další problémy: blokády v dolním nebo horním frekvenčním rozsahu (s tím můžete stále bojovat, existují náznaky) a nejhnusnější nelineární zkreslení (modulace zkreslení 1 kHz od 10 do 35 %). Ano, to souhlasí s teorií.
    Otázka tedy zní: Které ShPT nebo ShPTL můžete doporučit pro přenosnou lineární rádiovou řídící jednotku?

  • #13

    Neuvedl jste materiály Amidon (obecně se jedná o Micrometals a Amidon je pouze prodává), které jste použili, ani metodiku měření. Nevěřím, že strop účinnosti je 35 %. A co myslíš tím „přenosná řídicí jednotka“? Proto se nezavazuji na Vaši otázku odpovědět. Pro své účely neznám lepší způsob transformace proudů, než je zde popsaný, a používám jej pouze na přijímacích anténách.

  • #14

    Jak bude fungovat trubkový transformátor, aby odpovídal půlvlnnému drátu od konce? S poměrem vinutí 1/16.

  • #15

    Bude to pro něj špatné. Transformační koeficient je příliš vysoký a jedním z důsledků je waaaaaaaaaaaaaaaaaa pozůstatky zájmu o této transformaci. Použijte připojení autotransformátoru. Navíc je zbytečné snažit se galvanicky izolovat vinutí při napájení půlvlnného zářiče z konce. Obecně k ničemu.

  • #16

    Ahoj RV9CX!
    Pro signálové kabely existují filtry TDK ZCAT3035-1330.Myslíte, že takový ferit bude fungovat alespoň ve spínané indukčnosti anténního tuneru?

  • #17

    No a kde je odkaz na datasheet?
    Nedoporučuji dávat ferity do tuneru. Navíc je skládací. Jedna věc je, když sladíte čistě aktivní složku impedance. Ale zpravidla ti, co používají ladičky, pracují na všemožných náhodných tkaničkách - reaktivita je tam astronomická a žádný ferit si s ní neporadí. Ne - všechno bude fungovat, ale v anténě nebude dostatek energie a ferit jednoho krásného dne spadne. To je jako extrémní případ.

  • #18

    Díky, to jsem si myslel
    https://product.tdk.com/info/en/catalog/datasheets/clamp-filter_commerce_zcat_en.pdf
    Technický list je skromný a neodhaluje vlastnosti feritu.

  • #19

    Z datasheetu je zřejmé, že nejsou vhodné pro použití jako SMS. No, jak jsem řekl, nedávejte to do tuneru. A jaká je potřeba feritu v tuneru. Zatímco si odpovídáme, měli jsme to zkusit už dávno))) Můžete pro to simulovat reaktivní zátěž (s kondenzátorem je to jednodušší) a uvidíte, jak se chová.

  • #20

    Ukončil jsem trans. 1/16 na 4 feritových trubicích z monitoru, aby odpovídaly 21metrovému vodiči (napájení) od konce do jednoho 7 MHz rozsahu. Funguje dobře. Ale při 400 W se moc dlouho nezahřívá. Pokud připojím 2 z nich, shtpl. Konzistentně 1/4 + 1/4. Bude tam nějaký bod? Takové metody jsem na internetu neviděl.

  • #21

    Nebudu psát nic o nevhodném použití transformátoru, řeknu to k podstatě problému.
    I v tomto článku jsou na první fotce po sobě jdoucí trubky. V samotném článku jsem psal, že je lepší nezvyšovat počet trubek, ale jejich průřez. To jsou dvě možnosti, co dělat!

    Pokud jde o vaše rozhodnutí... Samozřejmě to můžete udělat. Obzvláště po připojení 1/16 transu na konec náhodného slintu. Nic nemůže toto rozhodnutí ještě více zkazit. Ale pokud vás zajímá můj názor, pak se zopakuji: musíte zvýšit sílu transu jeho řezáním, s pochopením složitosti jeho práce. Totiž, že takové transy nemohou strávit reaktivní chemikálie.

  • #22

    Děkuji za rychlou odpověď! Zřejmě máte pravdu. Měřil jsem jen SWR, bylo to 1,7, ale nebylo čím měřit reaktanci. S vinutím autotransformátoru na kroužku T-200 z Číny. SWR pod 3 nefungovalo a ani s našimi dalšími prsteny. Úprava délky drátu nepomohla! S transformátorem na F. elektronkách můžete na 100W pracovat dlouhodobě. Ale ne se 400W. Podívám se po tlustých F. trubkách. Není možné udělat další anténu jako 20metrový drát z balkónu. Střecha. ZAVŘENO.

  • #23

    Pro každý rozsah musíte udělat L-konturu. Vůbec ne feritový transformátor! Transformátory jsou pro jiné případy. Například vedle sebe mám článek, kde jsem u 2pásmové antény přivedl impedanci na stejnou a už ji transformoval takovým transem. Zároveň byla naladěna anténa!

    Nevím, jakou analogii uvést, ale pravděpodobně pochopíte, když řeknu, že jste jeli na Aljašku na skútru. Můžete jít, ale ne daleko a ne na dlouho, a na Aljašku nedorazíte.

  • #24
  • #25

    Díky vašim (a nejen, ale hlavně) článkům jsem postavil nakloněný trojúhelník 82,7 metru se symetrickým napájením z rohu, výška zavěšení je nahoře 22m a dole 12m. Ale koordinace byla provedena podle principu T2FD. Tito. Vložil jsem odpor 300 Ohm do středu nohy naproti úhlu posuvu (zjistil jsem, že vyšší odpor zátěže poskytne menší proud v panelu antény a odpovídajícím způsobem menší ztráty). Souhlasil jsem s vašimi doporučeními pomocí ShPT 1:6 na trubkách. Výsledek: Anténa funguje skvěle na všech amerických pásmech 3-30 MHz s SWR ne větším než 2! Včetně WAC a SV! Pracoval se všemi kontinenty a shromáždil více než 300 DX s výkonem 50 wattů!
    Toto „monstrum“ jsem postavil z možností prostředí: centrum města, anténa nad dvorem.
    Ještě jednou díky a tradiční 73!

  • #26

    No, nikdy nebudu schopen takové antény popsat. Ale koordinace ano - tato možnost je nejoptimálnější.

2) SHTL musí být na vstupu a výstupu zatížen AKTIVNÍ zátěží rovnou přibližně charakteristické impedanci vedení, ze kterých je vyroben.

Typický příklad: Náš bratr, radioamatér, používá obrovské feritové prstence poblíž plátna k „vyvážení“ antén. Výše popsaný experiment s aktivními zátěžemi však ukazuje, že prsten o průměru 10...20 mm snese výkon 100 W a nezahřívá se! Kde je tedy pravda? Pravdou je, že anténa (dipól nebo smyčka) má nízký činný odpor POUZE na jedné jediné frekvenci, frekvenci první harmonické antény. Vysoké aktivní odpory, které se vyskytují při sudých harmonických, nejsou v praxi použitelné. Nízkoimpedanční rezonance při lichých horních harmonických již nespadají do amatérských rádiových rozsahů. A na jiných frekvencích bude VŽDY výrazná reaktivita. Způsobují velké zahřívání prstence a proto musí mít velkou chladicí plochu, tzn. být VELKÝ. Například importované 100wattové transceivery mají na výstupu PA mikroskopické feritové dalekohledy. A NIC! Není to proto, že by byly vyrobeny z netradičního materiálu. Jedním z požadavků na výstupní zátěž pro takové transceivery je, aby byly AKTIVNÍ. (Další požadavek je 50 ohmů). Měli byste se mít na pozoru před těmi publikacemi, které doporučují vinutí přesně definovaného počtu závitů pro VF transformátor. To je známka další „nemoci vědomí“ – kvazi-rezonančního použití SPTL. Zde „rostou nohy legendy o nutnosti používat HF ​​ferity“. Ale... Širokopásmové připojení již neexistuje!

Nyní o zmíněných 1:1 a 1:2... Ve školním kurzu fyziky je transformační poměr poměr závitů primárního a sekundárního vinutí. Tito. poměr vstupního a výstupního napětí. Proč radioamatéři přeměnili tento parametr „standardně“ na koeficient transformace odporu? Ano, protože transformace odporu je v našem prostředí důležitější. Ale člověk by neměl jít do bodu absurdity! Zde je rozhovor zaslechnutý v éteru - dva radioamatéři diskutují o tom, jak vyrobit transformátor od 50 do 75 Ohmů. Jeden navrhuje navinout jej s poměrem závitů 1:1,5. A když proti nim někdo nesměle namítne, jedinou slyšenou odpovědí je obvinění z technické negramotnosti. A to se děje na každém kroku! A jen - PODMÍNKY! Ukazuje se, že pro ně neplatí velký zákon zachování energie a je možné při napětí na vstupním vinutí řekněme 1 Voltu přivést na 50ohmový vstup transformátoru výkon 20 mW. a odebráním 30 mW na výstupu 75 ohmů. Takhle vypadá „perpetum mobile machine“! Zde si stačí zapamatovat, že poměr transformace odporu je kvadratickou funkcí poměru transformace napětí. Jinými slovy, transformátor 1:2 přemění odpor 50 Ohmů na 200 Ohmů a transformátor 5:6 přemění odpor 50 Ohmů na 75 Ohmů. Proč jsem napsal 5:6 a ne 1:1,2? Zde je jeden krok k návrhu. Jak již bylo zmíněno, SHPTL by měl viset s linkou. Linka jsou dva nebo více drátů složených dohromady a mírně zkroucených. Charakteristická impedance takového vedení závisí na průměru drátů, vzdálenosti mezi jejich středy a stoupání zkroucení. Pro transformaci 50 Ohmů na 75 Ohmů musíte použít řadu ŠESTI vodičů a pokud není požadavek na vyvážení, připojte tyto vodiče podle schématu

Jak jste si všimli, obvod je také nakreslen zvláštním způsobem, ne jako běžný transformátor. Tento obrázek lépe odráží podstatu designu. Obvyklé schéma zapojení, obr. 2, a podle toho „tradiční“ konstrukce autotransformátoru s jednovrstvým vinutím a odbočkou 0,83 celkových závitů v praktických testech „na stole“ ukazuje mnohem horší výsledky z hlediska širokopásmového připojení. .

Z konstrukčních a provozních důvodů je nežádoucí provádět SHPTL se zkráceným úsekem jedné z tratí. Obr.3. Nehledě na to, že to usnadňuje vytváření jakýchkoli, dokonce i zlomkových, transformačních koeficientů. Toto řešení vede ke vzniku nehomogenity ve vedení, v důsledku čehož se zhoršuje širokopásmové připojení.

Zajímavá otázka: "Jaké jsou limitní transformační poměry, které lze získat v SHPTL?" Zvláště zajímavé je najít odpověď na tuto otázku pro ty, kteří jsou „nemocní“ myšlenkou vyrobit širokopásmový aperiodický elektronkový výkonový zesilovač, kde je potřeba transformovat odpor cca 1..2 KOhm na straně lampy do odporu 50 Ohmů. Experiment „na stole“ dává poměrně zajímavý výsledek. Opět vše závisí na konstrukci vinutí. Pokud například vyrobíte „tradiční“ transformátor nebo autotransformátor s transformačním poměrem řekněme 1:10, zatížíte jej na požadovaný aktivní odpor 5 KOhm a změříte SWR na straně padesáti ohmů, pak výsledek může ať vám vstávají vlasy na hlavě! A když navíc odeberete frekvenční charakteristiku, ukáže se, že z širokopásmového připojení nic nezbylo. Existuje jedna zřejmá, poměrně ostrá rezonance způsobená indukčností.

Toto bolavé téma by se dalo dále rozvíjet do nekonečna, ale... Vše zastínil návrh širokopásmového balunového transformátoru na transfluxoru (dvouotvorové feritové jádro) obr. 4, který se mi podařilo „odhalit“ v dovezené anténě pro televizor typu „knír“. Obrázek na obrázku je samozřejmě schematický - ve skutečnosti se vinutí skládají z několika (3...5) závitů. Dlouho jsem se na jeho design díval se zmatkem a snažil jsem se pochopit systém navíjení. Nakonec se mi podařilo nakreslit umístění „vinutí“. Toto je příklad použití skutečně dlouhých čar!

Kdybych nevěděl, že to jsou řádky, myslel bych si, že jsem blázen! Zvlášť toto červené vinutí nakrátko... Proč se ale nedivíme v případě, kdy např. u kabelu s U-kolenem je potřeba v jednom bodě spojit oplet ze dvou konců koaxiálního kabelu. Také proto, že je to ČÁRA! V experimentu s ekvivalentním zatížením na stolním počítači tento mikrotransformátor, navržený pro provoz na frekvencích v řádu stovek megahertzů, ukázal vynikající výsledky při výrazně nižších frekvencích, až do dosahu 40 m a při plném výkonu transceiveru.

Cestou se budeme zabývat legendami o symetrii a symetrii. Pojďme zjistit, jak velmi jednoduše určit, zda to či ono SHPTL symetrizuje, nebo autoři tuto vlastnost pouze deklarují, ale po symetrii tam není ani stopa. Zde nám opět pomohou „Jeho Veličenstvo – Experiment“ a „Jeho Výsost – Teoretická analýza výsledků experimentu“. Nejprve si ujasněme, co je symetrický výstup a jak se liší od asymetrického. Ukazuje se, že vše závisí na konstrukci transformátoru. Zde je například nejjednodušší případ - SHPTL s transformačním poměrem 1:1. Jakékoli skutečné nebo imaginární SHPTL (takové existují! A není to neobvyklé!) lze snadno zkontrolovat pomocí vašeho domácího transceiveru. Na výstup transformátoru stačí připojit aktivní zátěž (ekvivalent) s odporem odpovídajícím transformaci a zkontrolovat SWR na 50ohm vstupu při maximálním výkonu vysílače (maximální přesnost měřiče SWR) v daném kmitočtovém rozsahu. . Pokud je SPTL skutečný, pak by se SWR měla blížit ideálu, tzn. 1.0 a ve WIDEBAND (proto je to WIDEBAND transformátor!) Je vhodné mít transceiver otevřený pro vysílání s nepřetržitým přesahem a za žádných okolností nezapínat interní anténní tuner. Vlastnost symetrie se kontroluje při příjmu pomocí PRSTU (ne 21.! I když, můžete ho použít!). Symetrie je podstatou ROVNOSTI obou zátěžových svorek vůči zemi (tělesu vysílače a přijímače). Při příjmu jakékoli stanice (možná vysílací stanice, je to pohodlnější...) když se prstem nebo šroubovákem dotknete konců zátěže připojené k SYMETRICKÉMU výstupu SHPTLE, podle údajů S-metru a podle ucha by mělo být vše stejné. Ale úroveň signálu by měla být o jeden bod (-6 dB nebo dvakrát U) nižší na každém výstupu s jedním zakončením. (to je v případě transformace 1:1). Jako zátěž je vhodné krátkodobě použít rezistor 51 Ohm MLT-2 i pro 100W přenos. V tomto případě je pozorován zajímavý efekt - při příjmu signálu přes balun, když podržíte Prst nad tělem tohoto rezistoru, bude z jedné hrany slyšet radiostanice, ve středu rezistoru nebude slyšel a z druhého okraje to bude slyšet stejně jako z prvního . Pouze za takových podmínek lze transformátor považovat za balun. Vyzkoušejte různé návrhy SPTL, které jsou publikovány v literatuře a na internetu. Výsledky vás možná překvapí...

Stručně řečeno! Vyrobte si mixér na libovolném prstenci s nízkofrekvenčním feritem. Pokud vyzkoušíte, napište! Odvážně experimentujte!

Sergej Makarkin, RX3AKT

Podobné články