Berbagai jenis peralatan transformator digunakan dalam rangkaian elektronik dan listrik, yang diminati di banyak bidang kegiatan ekonomi. Misalnya, transformator pulsa (selanjutnya disebut IT) adalah elemen penting yang dipasang di hampir semua catu daya modern.
Desain (tipe) transformator pulsa
Bergantung pada bentuk inti dan penempatan gulungan di atasnya, TI diproduksi dalam desain berikut:
- tongkat;
- lapis baja;
- toroidal (tidak memiliki gulungan, kawat dililitkan pada inti berinsulasi);
- batang lapis baja;
Angka tersebut menunjukkan:
- A - sirkuit konduktor magnetik yang terbuat dari baja transformator yang dibuat dengan teknologi logam canai dingin atau panas (dengan pengecualian inti toroidal, terbuat dari ferit);
- B - kumparan terbuat dari bahan isolasi
- C - kabel yang membuat kopling induktif.
Perhatikan bahwa baja listrik mengandung sedikit aditif silikon, karena menyebabkan hilangnya daya dari efek arus eddy pada rangkaian sirkuit magnetik. Dalam desain toroidal IT, inti dapat diproduksi dari kumparan atau baja ferrimagnetik.
Pelat untuk set inti elektromagnetik dipilih dalam ketebalan tergantung pada frekuensi. Dengan peningkatan parameter ini, perlu untuk memasang pelat dengan ketebalan yang lebih kecil.
Prinsip operasi
Fitur utama dari transformator tipe pulsa (selanjutnya disebut sebagai IT) adalah bahwa mereka disuplai dengan pulsa unipolar dengan komponen arus konstan, dan oleh karena itu sirkuit magnetik dalam keadaan magnetisasi konstan. Di bawah ini adalah diagram skematis koneksi perangkat semacam itu.
Skema: menghubungkan transformator pulsa Seperti yang Anda lihat, diagram pengkabelan hampir identik dengan transformator konvensional, yang tidak dapat dikatakan tentang diagram pengaturan waktu.
Gulungan primer menerima sinyal berdenyut yang memiliki bentuk persegi panjang e (t), interval waktu antara yang cukup pendek. Ini menyebabkan peningkatan induktansi selama interval t u, setelah itu penurunannya diamati dalam interval (T-t u).
Fluktuasi induksi terjadi pada laju yang dapat dinyatakan dalam konstanta waktu dengan rumus: p = L 0 / R n
Koefisien yang menggambarkan perbedaan antara penurunan induktif ditentukan sebagai berikut: = max - r
- B max adalah tingkat nilai induksi maksimum;
- B r adalah sisa.
Lebih jelasnya, perbedaan induksi ditunjukkan pada gambar yang menunjukkan perpindahan titik operasi di sirkuit magnetik IT.
Seperti dapat dilihat pada diagram timing, kumparan sekunder memiliki level tegangan U2, yang di dalamnya terdapat umpan balik. Ini adalah bagaimana energi yang terakumulasi dalam sirkuit magnetik memanifestasikan dirinya, yang tergantung pada magnetisasi (parameter i u).
Pulsa arus yang melewati kumparan primer berbentuk trapesium, karena arus beban dan arus linier (disebabkan oleh magnetisasi inti) digabungkan.
Level tegangan dalam kisaran dari 0 hingga t u tetap tidak berubah, nilainya e t = U m. Sedangkan untuk tegangan pada kumparan sekunder dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
di mana:
- - parameter hubungan fluks;
- S adalah nilai yang mewakili penampang inti magnetik.
Mempertimbangkan bahwa turunan yang mencirikan perubahan arus yang melewati kumparan primer adalah nilai konstan, peningkatan level induksi dalam rangkaian magnetik terjadi secara linier. Berdasarkan ini, diperbolehkan, alih-alih turunan, untuk memperkenalkan perbedaan indikator yang dibuat setelah interval waktu tertentu, yang memungkinkan Anda untuk membuat perubahan pada rumus:
dalam hal ini, t akan diidentifikasi dengan parameter t u, yang mencirikan durasi aliran pulsa tegangan input.
Untuk menghitung area pulsa yang menghasilkan tegangan pada belitan sekunder IT, perlu untuk mengalikan kedua bagian dari rumus sebelumnya dengan t u. Akibatnya, kita akan sampai pada ekspresi yang memungkinkan kita mendapatkan parameter TI utama:
U m x t u = S x W 1 x
Perhatikan bahwa nilai area pulsa berbanding lurus dengan parameter .
Nilai terpenting kedua yang menjadi ciri pengoperasian TI adalah penurunan induksi, hal ini dipengaruhi oleh parameter seperti penampang dan permeabilitas inti magnet, serta jumlah belitan pada koil:
Di Sini:
- L 0 - penurunan induksi;
- a adalah permeabilitas magnetik inti;
- W 1 - jumlah belitan belitan primer;
- S adalah luas penampang inti;
- l cр - panjang (keliling) inti (sirkuit magnetik)
- Dalam r - nilai induksi sisa;
- Dalam maks - tingkat nilai induksi maksimum.
- H m - Kekuatan medan magnet (maksimum).
Mempertimbangkan bahwa parameter induktansi TI sepenuhnya tergantung pada permeabilitas magnetik inti, ketika menghitung perlu untuk melanjutkan dari nilai maksimum a, yang ditunjukkan oleh kurva magnetisasi. Dengan demikian, dalam bahan dari mana inti dibuat, tingkat parameter B r, yang mewakili induksi sisa, harus minimal.
Video: deskripsi terperinci tentang prinsip pengoperasian transformator pulsa
Berdasarkan hal ini, pita yang terbuat dari baja transformator sangat cocok untuk peran bahan inti TI. Anda juga dapat menggunakan permalloy, yang memiliki faktor kuadrat minimum.
Inti paduan ferit ideal untuk TI frekuensi tinggi karena material ini memiliki kerugian dinamis yang rendah. Tetapi karena induktansinya yang rendah, perlu dibuat TI yang besar.
Perhitungan transformator pulsa
Mari kita pertimbangkan bagaimana perlunya menghitung TI. Perhatikan bahwa efisiensi perangkat berhubungan langsung dengan keakuratan perhitungan. Sebagai contoh, mari kita ambil rangkaian konverter konvensional yang menggunakan IT toroidal.
Pertama-tama, kita perlu menghitung tingkat daya TI, untuk ini kita menggunakan rumus: P = 1,3 x P n.
Nilai P n menampilkan berapa banyak daya yang akan dikonsumsi beban. Setelah itu, kami menghitung daya keseluruhan (R gb), harus tidak kurang dari daya beban:
Parameter yang diperlukan untuk perhitungan:
- S c - menampilkan luas penampang inti toroidal;
- S 0 - area jendelanya (seperti yang terlihat, nilai ini dan sebelumnya ditunjukkan pada gambar);
- B max adalah puncak induksi maksimum, tergantung pada grade bahan feromagnetik yang digunakan (nilai referensi diambil dari sumber yang menjelaskan karakteristik grade ferit);
- f adalah parameter yang mencirikan frekuensi konversi tegangan.
Langkah selanjutnya adalah menentukan jumlah lilitan pada belitan primer Tr2:
(hasilnya dibulatkan)
Nilai U I ditentukan oleh ekspresi:
U I = U / 2-U e (U adalah tegangan yang memasok konverter; U e adalah level tegangan yang disuplai ke emitor elemen transistor V1 dan V2).
Kami melanjutkan untuk menghitung arus maksimum yang melewati belitan utama TI:
Parameter adalah 0,8, ini adalah efisiensi yang harus digunakan konverter kami.
Diameter kawat yang digunakan dalam belitan dihitung dengan rumus:
Jika Anda memiliki masalah dalam menentukan parameter utama TI, Anda dapat menemukan situs tematik di Internet yang memungkinkan Anda menghitung transformator pulsa apa pun secara online.
Tabung ferit memiliki satu keuntungan besar - tidak sulit menemukannya di kabel sinyal monitor CRT lama atau membeli kabel seperti itu di toko komputer. Memiliki broadband yang cukup untuk HF (sekitar 1-30 MHz), memungkinkan Anda untuk menjual antena untuk transceiver dengan harga lebih murah. Prinsip menghitung jumlah putaran:
Kabel biru adalah 1 putaran, Kabel merah adalah 1,5 putaran.
Trafo penyeimbang pada tabung ferit 50/300 Ohm
Kami mulai dengan memutar 2,5 putaran (biru), berdasarkan resistansi yang diperlukan 300 ohm. Kami menghubungkan ujung kabel yang lain ke ground pada tingkat koneksi input. Ini akan menjadi titik umum massa. Mulai dari titik massa, kami melilitkan 2,5 putaran kawat baru (hijau), yang mengakhiri belitan 300 Ohm. Sekali lagi, mulai dari titik massa, kami melilitkan 2 lilitan kabel lagi (merah), yang kami sambungkan ke konektor input (PL). Diameter kawat ditentukan oleh kemampuan untuk memasukkan belitan ke dalam tabung ferit.
Catatan: Kawat setebal mungkin.
Mengisi seluruh lubang. Dengan mengisi jendela inti secara lengkap dan merata, lebih sedikit "penyumbatan" pada pita HF dapat dicapai. Kesimpulan singkat.
Jika Anda ingin memiliki daya perangkat yang tinggi, Anda harus berusaha untuk tidak menambah jumlah tabung, tetapi meningkatkan penampang setiap tabung. Dan jumlah pipa harus minimal, mis. hanya 2, tapi "tebal"!
Jangan lupa bahwa semakin besar komponen reaktif dalam beban, semakin buruk bagi transformator. Mengikuti prinsip ini, kita dapat melakukan berbagai kesepakatan, mengamati jumlah putaran sesuai dengan tabel:
Pada beban dummy, VSWR yang diukur tidak melebihi 1,5 (dalam kisaran 1 hingga 30 MHz).
Kerugian yang terukur adalah 0,4 dB.
(Catatan UA4AEU- Anda dapat mencapai SWR 1,1, mengkompensasi reaktivitas dengan kapasitansi kecil pada input atau output balun (dipilih secara eksperimental pada frekuensi tertinggi).
Saat terhubung ke antena, sedikit penyimpangan frekuensi resonansi antena dimungkinkan. Berdasarkan ukurannya, belitan dapat dibuat dari kawat keras berenamel. Lebih mudah membuat belitan dari kawat berinsulasi fleksibel.
Artikel ini ditulis berdasarkan pengalaman penulis sendiri dan analisis bahan dari sumber dalam dan luar negeri. Itu tidak berpura-pura menjadi hal baru dan ditujukan untuk amatir radio gelombang pendek, terutama pemula yang terlibat dalam desain amplifier daya broadband. Di udara amatir radio dan di Internet, Anda sering dapat mendengar dan membaca yang salah, dan seringkali berbahaya, tetapi diucapkan dengan nada yang sangat meyakinkan penilaian tentang kinerja yang buruk pada amplifier daya, perangkat pencocokan antena, dll., Transformator HF pada ferit dengan daya tinggi permeabilitas magnetik. Mari kita coba membuat analisis singkat tentang pengoperasian transformator RF dari berbagai desain. Jenis transformator yang paling umum dalam desain radio amatir adalah pada kawat magnet cincin ferit atau serbuk besi, yang disebut transformator garis panjang (TDL). Rentang frekuensi operasinya dapat mencapai lima oktaf, dan salah satu alasan utama yang terkait dengan pembatasan frekuensi adalah desainnya. Biasanya, belitan transformator dibuat dengan tiga kabel yang dipilin pada satu cincin. Desain ini memerlukan setidaknya dua masalah. Yang pertama adalah perpindahan fase pada frekuensi tinggi pada belitan sekunder (jika ada beberapa di antaranya), tergantung pada jenis saluran yang digunakan untuk belitan. Ketidaksejajaran fasa pada belitan sekunder relatif terhadap satu sama lain memerlukan operasi yang tidak konsisten dari tahap parafase setelah transformator. Dan masalah kedua adalah bahwa transformator jenis ini, terutama dalam desain radio amatir, memiliki permeabilitas magnetik yang tidak memadai dari sirkuit magnetik. Hal ini menyebabkan perubahan resistansi aktif yang dihitung pada pita frekuensi (terutama pada frekuensi rendah). Trafo semacam itu, sebagai suatu peraturan, memiliki jumlah belitan yang relatif besar, yang mengarah pada induktansi kebocoran yang signifikan dan munculnya kapasitansi yang saling berliku. Semua faktor di atas tidak mempengaruhi sifat broadband transformator HF dengan cara terbaik. Oleh karena itu, penggunaan desain di mana belitan dibuat pada sirkuit magnetik melingkar tunggal pada transformator pita lebar cukup bermasalah. Namun, sirkuit magnetik cincin yang terbuat dari ferit atau besi bubuk telah terbukti cukup baik dalam pembuatan sirkuit resonansi (pita sempit) di berbagai jenis filter. Alternatif yang baik untuk TDL adalah transformator dengan putaran volumetrik (dibuat dalam bentuk "barel"). Dalam desain seperti itu, kapasitansi belitan dan induktansi kebocoran nyasar diminimalkan, karena belitan dililitkan pada sirkuit magnet ferit yang terpisah dan ditempatkan di kompartemen berpelindung, dan sambungan di antara keduanya disediakan oleh batang logam (inti). Trafo HF jenis ini memiliki bandwidth yang besar (ratusan megahertz), dengan parameter konstanta yang baik pada pita frekuensi. Namun, ada juga jebakan di sini. Trafo semacam itu memiliki penggunaan terbatas ketika mentransmisikan sinyal daya tinggi, karena batang bahan non-magnetik yang melewati inti magnetik digunakan sebagai elemen penghubung antara belitan. Ketika sinyal kuat (sepuluh watt atau lebih) ditransmisikan melalui transformator, itu terbatas pada output. Dan semakin banyak daya yang ditransmisikan, semakin buruk koefisien transmisi. Daya utama dihabiskan untuk memanaskan transformator. Saya tidak berani menilai alasan untuk efek ini. Rupanya, eksperimen tambahan diperlukan di sini dengan penggunaan berbagai bahan untuk transformator. Pada daya rendah, transformator HF semacam itu memiliki parameter yang sangat baik. Desain lain yang tersebar luas dari transformator HF adalah transformator kumparan eksternal, yang disebut "teropong". Mereka dibuat pada dua lubang (transfluctors) atau sirkuit magnetik ferit tubular. Keduanya dapat diganti dengan satu set sirkuit magnetik melingkar. Tetapi di antara perancang amatir radio masih belum ada konsensus tentang metode pembuatan transformator semacam itu dan, yang paling penting, pada pilihan permeabilitas magnetik bahan utamanya - ferit. Namun, ini telah lama ditentukan oleh perusahaan asing yang berspesialisasi dalam produksi komunikasi radio, yang secara luas menggunakan transformator semacam itu dalam desain mereka - balun, antena (balun) dengan rasio transformasi yang berbeda, penguat daya RF input dan output, dan berbagai adaptor yang cocok. Rentang frekuensi operasi transformator desain ini, ketika beroperasi pada beban dengan impedansi hingga 500 Ohm, dapat mencapai sepuluh oktaf jika reaktansi belitan transformator pada frekuensi operasi terendah tidak lebih dari seperempat dari beban yang sesuai. impedansi. Jika tidak, frekuensi operasi yang lebih rendah dari transformator berkurang. Mari kita coba melihat lebih dekat proses mendesain transformator RF semacam itu. Jadi, untuk memberikan induktansi kebocoran rendah dan kapasitansi jalinan, belitan harus berusaha dilakukan dengan sejumlah kecil belokan. Tetapi kemudian tidak akan ada induktansi yang cukup di bagian frekuensi rendah dari rentang kerja!? Hal ini dapat ditingkatkan dengan menggunakan ferit dengan permeabilitas magnetik tinggi atau sangat tinggi. Tidak 100 dan tidak 400, seperti yang sering Anda dengar di udara dari "ahli", dan bahkan tidak 1000, tetapi bahkan lebih tinggi - tidak kurang dari 2-5 ribu. Trafo bermerek yang beroperasi di pita frekuensi 1 ... 500 MHz dibuat pada ferit dengan permeabilitas genap 10.000. Jangan percaya pada "para ahli" yang mengklaim bahwa ferit semacam itu "... tidak bekerja pada frekuensi tinggi ..." . Dan dia tidak perlu bekerja di sana. Tugas utamanya adalah memastikan induktansi belitan yang tinggi dengan jumlah belitan minimum di dalamnya. Ya, dalam hal ini ada juga kapasitansi jalinan parasit dan induktansi bocor, tetapi nilai-nilai ini dapat diabaikan dalam desain ini, terutama kapasitansi. Sangat mudah untuk mengkompensasi induktansi kebocoran nyasar pada impedansi beban hingga 500 ... 600 Ohm. Cukup menghubungkan reaktansi yang sama secara paralel dengan belitan, tetapi dengan tanda yang berbeda - kapasitor. Anda dapat mengkompensasi kapasitansi parasit dengan menghubungkan kapasitor yang sama ke belitan, tetapi secara seri dengannya. Benar, dengan pita frekuensi (amatir radio) kami, ini bukan yang utama- Rv x / R out om 50/50 50/110 50/200 50/300 50/450 50/600 50/800 Jumlah putaran primer lilitan 2 2 2 2 2 2 2 Jumlah lilitan lilitan sekunder 1 + 1 1,5 + 1,5 2 + 2 2,5 + 2,5 3 + 3 3,5 + 3,5 4 + 4 reaktivitas parasit. Oleh karena itu, kompensasi untuk kapasitas interwinding, dalam kasus kami, dapat dikorbankan. Induktansi kebocoran parasit dapat diukur dengan akurasi yang cukup dengan meter induktansi, menghitung ulang menjadi reaktansi. Nilai reaktivitas yang diperoleh harus diganti dengan yang negatif, yaitu dengan kapasitansi. Atau cukup pilih kapasitor dengan VSWR minimum. Tidak sulit menemukan ferit dengan permeabilitas magnetik tinggi (beberapa ribu). Mereka banyak digunakan dalam bentuk produk tubular di semua jenis kabel impor untuk perlindungan terhadap interferensi dan interferensi (kabel listrik untuk peralatan kantor dan rumah, kabel penghubung untuk kamera digital, kabel monitor dan komputer, kabel ekstensi USB, dll.). "Tabung" dari produsen dalam negeri berbeda dalam sifat magnetiknya bukan menjadi lebih baik. Namun, mereka juga menghasilkan transformer dengan kualitas yang cukup tinggi. Saat melilitkan transformator, seseorang harus berusaha mengisi volume bagian dalam "teropong" sebanyak mungkin. Ini dicapai dengan menggunakan kawat penampang besar dengan pengisian lubang yang seragam atau dengan membuat belitan dengan kabel atau saluran koaksial (misalnya, kabel listrik dari besi solder). Pilihan yang baik adalah menggunakan bundel yang terdiri dari kabel MGTF yang dipilin bersama untuk dililitkan. Tabel menunjukkan perkiraan data belitan transformator HF pada ferit tubular dengan permeabilitas magnetik tinggi. Seperti yang Anda lihat, pilihan rasio transformasi resistansi cukup luas dan sesuai dengan nilai dasar yang digunakan dalam latihan radio amatir. Gulungan primer dapat dibuat dari satu putaran sambil mempertahankan proporsi untuk belitan sekunder. Gulungan sekunder dililit dengan kabel ganda atau kabel koaksial. Ujung salah satu kawat dari belitan sekunder, terhubung ke awal dari kabel lainnya, membentuk titik tengah belitan. Dengan menghubungkan titik tengah belitan sekunder dengan salah satu terminal belitan primer, selain transformasi, kita juga akan memperoleh keseimbangan belitan sekunder. Penulis membuat transformator berdasarkan tabung ferit dari kabel daya elektronik industri, permeabilitasnya lebih dari 6000. Gulungan primer terdiri dari dua putaran kawat pemasangan dengan penampang 3 mm2. Sekunder - dari tiga putaran kabel listrik dari besi solder listrik. Bagian awal dari salah satu kawat kabel dihubungkan ke ujung kabel lainnya dari kabel (3 + 3 putaran gulungan sekunder). Rasio transformasinya adalah 1: 9. Daya keseluruhan transformator cukup untuk mentransmisikan daya hingga 1 kW. Trafo dengan beban 510 Ohm yang terhubung ke belitan sekunder, dengan resistansi input 50 Ohm, memiliki VSWR = 1.1 ... 1.2 pada pita frekuensi 1.7 ... 26 MHz. VSWR meningkat menjadi 1,7 mendekati 38 MHz. Ketika dihubungkan secara paralel ke belitan primer transformator kapasitor dengan kapasitas 52 pF (kompensasi induktansi bocor belitan), VSWR sama dengan 1 ... 1,2 pada pita frekuensi dari 1,7 ... 42MHz. Foto-foto (Gbr. 1 - 3) menunjukkan hasil pengukuran yang dilakukan dengan instrumen MFJ-269. dalam gambar. 4, Anda dapat mengamati hasil pengukuran parameter transformator dengan rasio transformasi 1: 4, juga diproduksi oleh penulis. Gulungan sekunder terdiri dari dua putaran kabel koaksial, diikuti oleh sambungan seri kabel tengah kabel dan layar sebagai bagian dari gulungan. Rentang frekuensi transformator tanpa menggunakan kapasitor kompensasi adalah 1,8 ... 29 MHz dengan VSWR = 1,1 ... 1,6. Ketika terhubung ke belitan primer kapasitor dengan kapasitas 43 pF dan 10 pF ke sekunder, VSWR pada pita frekuensi 3,4 ... 32 MHz sama dengan satu, dan pada pita 1,7. 0,47 MHz tidak melebihi 1,2. Dari uraian di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa seseorang tidak perlu takut menggunakan ferit dengan permeabilitas magnetik tinggi dalam desainnya. Selain itu, penulis mempertimbangkan rekomendasi yang salah tentang penggunaan ferit dengan nilai permeabilitas campuran (misalnya, VCh50 + 1000NN, dll.) dalam "teropong". REFERENSI 1. Bunin S. G., Yailenko L.P. - Kiev, Teknik, 1984, hal. 146. 2. Sirkuit E.T. Merah penerima radio - M .: Mir, 1989.
Prinsip menghitung jumlah putaran:
Kabel biru - 1 putaran,
Kabel merah - 1,5 putaran.
Bandung 50/300
Kami mulai dengan memutar 2,5 putaran (biru), berdasarkan resistansi yang diperlukan 300 ohm. Kami menghubungkan ujung kabel yang lain ke ground pada tingkat koneksi input. Ini akan menjadi titik umum massa. Mulai dari titik massa, kami melilitkan 2,5 lilitan kawat baru (hijau) yang mengakhiri lilitan dengan 300 ohm. Sekali lagi, mulai dari titik massa, kami melilitkan 2 putaran lagi dari kabel (merah) yang kami sambungkan ke konektor input (PL).
Diameter kawat ditentukan oleh kemampuan untuk memasukkan belitan ke dalam tabung ferit.
(Catatan. UA4AEU-Kabel tebal maksimum.
Mengisi seluruh lubang.Pengisian penuh dan seragam dari jendela inti dapat mengurangi "penyumbatan" di pita HF.
Kesimpulan singkat.
Jika Anda ingin memiliki kekuatan perangkat yang lebih besar, Anda harus berusaha untuk tidak menambah jumlah tabung, tetapi meningkatkan penampang setiap tabung. Dan jumlah pipa harus minimal, mis. hanya 2, tapi "tebal"!
Jangan lupa bahwa semakin besar komponen reaktif dalam beban, semakin buruk bagi transformator.)
Mengikuti prinsip ini, kita dapat melakukan berbagai kesepakatan, mengamati jumlah putaran sesuai dengan tabel:
Pada beban dummy, VSWR yang diukur tidak melebihi 1,5 dalam kisaran 1 hingga 30 MHz.
Kerugian yang terukur adalah 0,4 dB.
(Catatan UA4AEU- Anda dapat mencapai SWR 1,1 dengan mengkompensasi reaktivitas dengan kapasitansi kecil pada input atau output balun (dipilih secara eksperimental pada frekuensi tertinggi.
Saat terhubung ke antena, sedikit penyimpangan frekuensi resonansi ANT dimungkinkan.).
Berdasarkan ukurannya, belitan dapat dibuat dari kawat keras berenamel. Lebih mudah membuat belitan dari kawat berinsulasi fleksibel.
Bahan terkait:2) ShPTL harus dimuat pada input dan output ke beban AKTIF sama dengan kira-kira impedansi gelombang saluran dari mana ia dibuat.
Contoh umum: Saudara kami, seorang amatir radio, menggunakan cincin ferit besar di dekat kanvas untuk "menyeimbangkan" antena. Namun, percobaan yang dijelaskan di atas dengan beban aktif menunjukkan bahwa cincin dengan diameter 10 ... 20 mm dapat menahan daya 100 W dan tidak memanas! Jadi di mana kebenarannya? Yang benar adalah bahwa antena (dipol atau bingkai) memiliki resistansi rendah HANYA pada satu frekuensi tunggal, frekuensi harmonik pertama antena. Resistansi aktif tinggi, yang hadir pada harmonik genap, tidak dapat diterapkan dalam praktik. Resonansi impedansi rendah pada harmonik atas ganjil tidak lagi termasuk dalam pita radio amatir. Dan pada frekuensi lain SELALU akan ada reaktivitas yang signifikan. Mereka menyebabkan pemanasan cincin yang kuat dan oleh karena itu harus memiliki permukaan pendinginan yang besar, mis. menjadi HEBAT. Misalnya, pada transceiver 100 watt yang diimpor, teropong ferit mikroskopis dipasang pada output PA. DAN TIDAK ADA! Ini bukan karena mereka terbuat dari bahan yang aneh. Hanya salah satu persyaratan untuk beban keluaran untuk transceiver tersebut adalah bahwa itu akan AKTIF. (Persyaratan lain adalah 50 ohm). Seseorang harus waspada terhadap publikasi yang direkomendasikan untuk memutar jumlah belokan yang ditentukan secara ketat untuk transformator HF. Ini adalah tanda dari "penyakit kesadaran" lainnya - penggunaan SHPTL yang semu-resonan. Di sinilah kaki "tumbuh" dari legenda tentang perlunya menggunakan ferit frekuensi tinggi. Tapi ... tidak ada broadband!
Sekarang tentang 1: 1 dan 1: 2 yang disebutkan ... Dalam kursus fisika sekolah, rasio transformasi adalah rasio putaran gulungan primer dan sekunder. Itu. perbandingan tegangan masukan dan keluaran. Mengapa amatir radio mengubah parameter ini "secara default" menjadi rasio transformasi resistansi? Karena transformasi resistensi lebih penting di lingkungan kita. Tapi Anda tidak harus pergi ke absurd! Berikut adalah percakapan yang terdengar di udara - dua amatir radio sedang mendiskusikan cara membuat transformator 50 hingga 75 ohm. Satu menyarankan melilitkannya dengan rasio putaran 1: 1,5. Dan ketika seseorang dengan malu-malu menolak mereka, hanya tuduhan buta huruf teknis yang terdengar sebagai tanggapan. Dan ini terjadi di setiap langkah! Dan hanya - SYARAT! Ternyata hukum kekekalan energi yang besar tidak bekerja untuk mereka dan dimungkinkan, dengan tegangan pada belitan input, misalkan 1 Volt, dengan memasok daya 20 mW ke input 50-ohm transformator, dan sudah mengeluarkan 30 mW pada output 75-ohm. Inilah "mesin gerak abadi" ternyata! Di sini Anda hanya perlu mengingat bahwa rasio transformasi resistansi berada dalam ketergantungan kuadratik pada rasio transformasi tegangan. Dengan kata lain, transformator 1: 2 akan mengubah 50 ohm menjadi 200 ohm, dan transformator 5: 6 50 ohm menjadi 75 ohm. Mengapa saya menulis 5: 6 dan bukan 1: 1,2? Berikut adalah salah satu langkah untuk konstruksi. Seperti yang telah disebutkan, SHTTL harus dililitkan dalam satu garis. Dan garis adalah dua atau lebih kabel yang dilipat menjadi satu dan sedikit dipelintir. Impedansi karakteristik dari saluran semacam itu tergantung pada diameter kabel, jarak antara pusatnya dan pitch twist. Untuk mengubah 50 Ohm menjadi 75 Ohm, Anda harus menggunakan garis ENAM kabel dan, jika tidak ada persyaratan untuk penyeimbangan, sambungkan kabel ini sesuai dengan skema
Seperti yang Anda perhatikan, rangkaian juga digambar dengan cara khusus, tidak seperti transformator biasa. Gambar ini lebih mencerminkan esensi dari desain. Diagram skematis yang dikenal, Gambar. 2, dan, dengan demikian, desain "tradisional" dari autotransformator dengan belitan satu lapis dan ketukan 0,83 dari total jumlah belokan dalam tes praktis "di atas meja" menunjukkan hasil yang jauh lebih buruk dalam hal bandwidth.
Untuk alasan desain dan operasional, juga tidak diinginkan untuk membuat SHTTL dengan bagian pendek dari salah satu garis. Gambar 3. Terlepas dari kenyataan bahwa ini memudahkan untuk melakukan rasio transformasi apa pun, bahkan pecahan. Solusi semacam itu mengarah pada munculnya ketidakseragaman di saluran, akibatnya broadband memburuk.
Sebuah pertanyaan menarik: - "Rasio transformasi pembatas apa yang dapat diperoleh di SHTL?" Sangat menarik untuk menemukan jawaban atas pertanyaan ini bagi mereka yang "sakit" dengan ide membuat penguat daya tabung aperiodik broadband, di mana perlu untuk mengubah resistansi orde 1,2 KΩ dari sisi lampu menjadi hambatan 50 Ohm. Eksperimen "di atas meja" memberikan hasil yang agak menarik. Sekali lagi, itu semua tergantung pada desain belitan. Misalnya, jika Anda membuat transformator "tradisional" atau autotransformator dengan rasio transformasi, katakanlah, 1:10, muat pada resistansi aktif yang ditetapkan sama dengan 5 KΩ dan ukur SWR pada sisi 50-ohm, maka hasilnya dapat membuat rambut Anda berdiri tegak! Dan jika selain menghapus respons frekuensi, akan jelas bahwa tidak ada yang tersisa dari broadband. Ada satu resonansi yang jelas dan agak tajam karena induktansi.
Subjek sakit ini masih bisa dikembangkan tanpa batas, tapi ... Semuanya dibayangi oleh desain balun broadband pada transfluxor (inti ferit lubang ganda) Gbr.4, yang berhasil saya "mata-matai" di antena impor untuk TV "kumis". Gambar pada gambar tentu saja skema - pada kenyataannya, belitan terdiri dari beberapa (3 ... 5) putaran. Untuk waktu yang lama, bingung, saya memeriksa desainnya, mencoba memahami sistem belitan. Akhirnya saya berhasil menggambar lokasi "belitan". Berikut adalah contoh penggunaan garis panjang yang sebenarnya!
Jika saya tidak tahu bahwa ini adalah garis, saya akan berpikir saya gila! Terutama belitan hubung singkat merah ini ... Tapi mengapa kita tidak terkejut ketika, misalnya, pada kabel U-siku, perlu untuk menghubungkan jalinan dari kedua ujung kabel koaksial pada satu titik. Lagipula, bagaimanapun juga - LINE! Dalam percobaan beban dummy benchtop, mikrotransformer ini, yang dirancang untuk beroperasi pada frekuensi ratusan megahertz, berkinerja sangat baik pada frekuensi yang jauh lebih rendah, hingga 40 m, dan pada daya transceiver penuh.
Sepanjang jalan, mari kita cari tahu legenda tentang simetri dan keseimbangan. Mari kita cari tahu betapa sederhananya menentukan apakah SPTL ini atau itu seimbang, atau penulis hanya menyatakan properti ini, dan tidak ada jejak simetri di sana. Di sini lagi "Yang Mulia - Eksperimen" dan "Yang Mulia - analisis teoretis dari hasil eksperimen" akan membantu kita. Pertama, mari kita cari tahu apa itu output yang seimbang dan bagaimana perbedaannya dengan output yang tidak seimbang. Ternyata itu semua tergantung pada desain transformator. Contoh kasus yang paling sederhana adalah SHTL dengan rasio transformasi 1:1. Setiap SHPTL nyata atau imajiner (Ada beberapa! Dan tidak jarang!) Dapat dengan mudah diperiksa menggunakan transceiver rumah Anda. Cukup menghubungkan beban resistif (setara) dengan resistansi yang sesuai dengan transformasi ke output transformator, dan memeriksa SWR pada input 50-ohm pada daya pemancar maksimum (akurasi maksimum SWR meter) pada frekuensi yang ditentukan jangkauan. Jika SHPTL real, maka VSWR harus mendekati ideal, yaitu. 1.0 dan dalam pita frekuensi LEBAR (itulah sebabnya transformator BROADBAND!) Dianjurkan untuk memiliki transceiver terbuka untuk transmisi dengan tumpang tindih terus menerus dan dalam hal apapun tidak termasuk tuner antena internal. Properti simetri diperiksa saat menerima menggunakan FINGER (bukan pada tanggal 21! Meskipun, itu mungkin untuk mereka!). Simetri adalah inti dari KESETARAAN dari kedua pin beban sehubungan dengan ground (badan transceiver). Saat menerima stasiun apa pun (Anda dapat menyiarkannya, lebih nyaman ...) ketika Anda menyentuh JARI atau obeng ke ujung beban yang terhubung ke output SHPTL SYMMETRICAL, menurut S-meter dan telinga, semuanya harus sama. Tetapi level sinyal harus satu titik (-6 dB atau dua kali U) lebih sedikit pada setiap output ujung tunggal. (ini dalam kasus transformasi 1: 1). Sebagai beban untuk waktu yang singkat, bahkan untuk transmisi 100 W, akan lebih mudah untuk menggunakan resistor 51 Ohm MLT-2. Pada saat yang sama, efek yang menarik diamati - saat menerima sinyal melalui trans penyeimbang, ketika Anda menggeser JARI Anda melintasi badan resistor ini, stasiun radio akan terdengar dari satu ujung, di tengah resistor, itu tidak akan terdengar, dan dari ujung yang lain, itu akan terdengar dengan cara yang sama seperti dari yang pertama ... Hanya dalam kondisi seperti itu transformator dapat dianggap balun. Cobalah berbagai desain SHPTL yang dipublikasikan dalam literatur dan di Internet. Hasilnya mungkin mengejutkan Anda ...
Secara singkat! Buat mixer Anda pada cincin ferit bass apa pun. Cobalah - tulis! Eksperimen lebih berani!
Sergey Makarkin, RX3AKT
