În circuitele electronice și electrice sunt utilizate diferite tipuri de echipamente de transformare, care sunt solicitate în multe domenii de activitate economică. De exemplu, transformatoarele de impulsuri (denumite în continuare IT) sunt un element important instalat în aproape toate sursele de alimentare moderne.
Proiectare (tipuri) de transformatoare de impulsuri
În funcție de forma miezului și de plasarea bobinelor pe acesta, IT este produs în următoarele modele:
- tijă;
- blindat;
- toroidal (nu are bobine, firul este înfășurat pe un miez izolat);
- tijă blindată;
Cifrele indică:
- A - circuit conductor magnetic din clase de oțel de transformare realizat prin tehnologia metalelor laminate la rece sau la cald (cu excepția unui miez toroidal, este din ferită);
- B - bobina din material izolant
- C - fire care creează cuplaj inductiv.
Rețineți că oțelul electric conține puțini aditivi de siliciu, deoarece provoacă pierderi de putere din efectul curenților turbionari asupra circuitului circuitului magnetic. În designul toroidal IT, miezul poate fi realizat din bobină sau oțel ferimagnetic.
Plăcile pentru setul miezului electromagnetic sunt selectate ca grosime în funcție de frecvență. Odată cu creșterea acestui parametru, este necesar să instalați plăci cu o grosime mai mică.
Principiul de funcționare
Caracteristica principală a transformatoarelor de tip impuls (denumite în continuare IT) este că sunt alimentate cu impulsuri unipolare cu o componentă de curent constantă și, prin urmare, circuitul magnetic este într-o stare de magnetizare constantă. Mai jos este o diagramă schematică a conexiunii unui astfel de dispozitiv.
Schemă: conectarea unui transformator de impulsuri După cum puteți vedea, schema de conexiuni este aproape identică cu transformatoarele convenționale, ceea ce nu poate fi spus despre diagrama de sincronizare.
Înfășurarea primară primește semnale pulsate având o formă dreptunghiulară e (t), intervalul de timp între care este destul de scurt. Aceasta determină o creștere a inductanței în intervalul t u, după care se observă scăderea acesteia în intervalul (T-t u).
Fluctuațiile în inducție apar cu o rată care poate fi exprimată în termeni de constantă de timp prin formula: τ p = L 0 / R n
Coeficientul care descrie diferența dintre căderea inductivă se determină astfel: ∆В = В max - В r
- B max este nivelul valorii maxime de inducție;
- B r este rezidual.
Mai clar, diferența de inducție este prezentată în figura care arată deplasarea punctului de funcționare în circuitul magnetic al IT.
După cum se poate vedea în diagrama de timp, bobina secundară are un nivel de tensiune U 2, în care există backfeed. Așa se manifestă energia acumulată în circuitul magnetic, care depinde de magnetizare (parametrul i u).
Impulsurile de curent care trec prin bobina primară sunt de formă trapezoidală, deoarece curenții de sarcină și curenții liniari (cauzați de magnetizarea miezului) sunt combinați.
Nivelul de tensiune în intervalul de la 0 la t u rămâne neschimbat, valoarea sa e t = U m. În ceea ce privește tensiunea pe bobina secundară, aceasta poate fi calculată folosind formula:
în care:
- Ψ - parametru de legătură de flux;
- S este o valoare care reprezintă secțiunea transversală a miezului magnetic.
Având în vedere că derivata care caracterizează modificările curentului care trece prin bobina primară este o valoare constantă, creșterea nivelului de inducție în circuitul magnetic are loc liniar. Pe baza acestui fapt, este permis, în loc de derivat, să introduceți diferența de indicatori realizate după un anumit interval de timp, ceea ce vă permite să faceți modificări formulei:
în acest caz, ∆t va fi identificat cu parametrul t u, care caracterizează durata cu care circulă impulsul de tensiune de intrare.
Pentru a calcula aria impulsului cu care este generată tensiunea în înfășurarea secundară a IT, este necesar să se înmulțească ambele părți ale formulei anterioare cu t u. Ca urmare, vom ajunge la o expresie care ne permite să obținem principalul parametru IT:
U m x t u = S x W 1 x ∆В
Rețineți că valoarea ariei pulsului este direct proporțională cu parametrul ∆В.
A doua cea mai importantă valoare care caracterizează funcționarea IT este căderea de inducție, este influențată de parametri precum secțiunea transversală și permeabilitatea miezului magnetic, precum și numărul de spire pe bobină:
Aici:
- L 0 - cădere de inducție;
- µ a - permeabilitatea magnetică a miezului;
- W 1 - numărul de spire ale înfășurării primare;
- S este aria secțiunii transversale a miezului;
- l cр - lungimea (perimetrul) miezului (circuitul magnetic)
- In r - valoarea inductiei reziduale;
- În max - nivelul valorii maxime de inducție.
- H m - Intensitatea câmpului magnetic (maxim).
Având în vedere că parametrul inductanței IT depinde în totalitate de permeabilitatea magnetică a miezului, calculul trebuie să plece de la valoarea maximă a µa, care este arătată de curba de magnetizare. În consecință, în materialul din care este realizat miezul, nivelul parametrului B r, reprezentând inducția reziduală, ar trebui să fie minim.
Video: o descriere detaliată a principiului de funcționare a unui transformator de impulsuri
Pe baza acestui fapt, o bandă din oțel pentru transformator este ideală pentru rolul materialului miezului IT. Puteți folosi și permalloy, care are un factor de pătrat minim.
Miezurile din aliaj de ferită sunt ideale pentru IT de înaltă frecvență deoarece acest material are pierderi dinamice scăzute. Dar, din cauza inductanței sale scăzute, este necesar să faceți IT mare.
Calcul transformator de impulsuri
Să luăm în considerare modul în care este necesar să se calculeze IT. Rețineți că eficiența dispozitivului este direct legată de acuratețea calculelor. Ca exemplu, să luăm un circuit convertor convențional care utilizează un IT toroidal.
În primul rând, trebuie să calculăm nivelul de putere IT, pentru aceasta folosim formula: P = 1,3 x P n.
Valoarea P n afișează câtă putere va consuma sarcina. După aceea, calculăm puterea totală (R gb), aceasta nu trebuie să fie mai mică decât puterea de sarcină:
Parametri necesari pentru calcul:
- S c - afișează aria secțiunii transversale a miezului toroidal;
- S 0 - zona ferestrei sale (după cum se pare, aceasta și valoarea anterioară sunt prezentate în figură);
- B max este vârful maxim de inducție, depinde de ce grad de material feromagnetic este utilizat (valoarea de referință este luată din surse care descriu caracteristicile claselor de ferită);
- f este un parametru care caracterizează frecvența cu care este convertită tensiunea.
Următorul pas este determinarea numărului de spire în înfășurarea primară Tr2:
(rezultatul este rotunjit)
Valoarea lui U I este determinată de expresia:
U I = U / 2-U e (U este tensiunea care alimentează convertorul; U e este nivelul de tensiune furnizat emițătorilor elementelor tranzistorului V1 și V2).
Se trece la calcularea curentului maxim care trece prin înfășurarea primară a IT:
Parametrul η este 0,8, aceasta este eficiența cu care ar trebui să funcționeze convertorul nostru.
Diametrul firului utilizat în înfășurare este calculat prin formula:
Dacă aveți probleme cu determinarea parametrilor principali ai IT, puteți găsi site-uri tematice pe Internet care vă permit să calculați orice transformatoare de impulsuri online.
Tubul de ferită are un mare avantaj - nu este greu să-l găsești pe cablul de semnal al unui vechi monitor CRT sau să cumperi un astfel de cablu la un magazin de calculatoare. Având o bandă largă suficientă pentru HF (aproximativ 1-30 MHz), vă permite să vindeți antene pentru un transceiver la un preț mai ieftin. Principiul numărării numărului de ture:
Firul albastru are 1 tură, Firul roșu are 1,5 spire.
Transformator de echilibrare pe tuburi de ferita 50/300 Ohm
Începem prin a înfășura 2,5 spire (albastru), pe baza rezistenței necesare de 300 ohmi. Conectam celălalt capăt al firului la masă la nivelul conexiunii de intrare. Acesta va fi punctul comun de masă. Pornind de la punctul de masă, înfășurăm noi 2,5 spire de sârmă (verde), care termină înfășurarea de 300 Ohm. Din nou, pornind de la punctul de masă, înfășurăm încă 2 spire de fir (roșu), pe care le conectăm la conectorul de intrare (PL). Diametrul firului este determinat de capacitatea de a potrivi înfășurările în tubul de ferită.
Notă: Cel mai gros fir posibil.
Umplerea întregii gauri. Prin umplerea completă și uniformă a ferestrei de bază, se poate obține mai puțin „blocare” în benzile HF. Scurte concluzii.
Dacă doriți să aveți o putere mare a dispozitivului, trebuie să vă străduiți să nu creșteți numărul de tuburi, ci să creșteți secțiunea transversală a fiecărui tub. Și numărul de țevi ar trebui să fie minim, adică. doar 2, dar „gros”!
Nu uitați că, cu cât componenta reactivă este mai mare în sarcină, cu atât este mai rău pentru transformator. Urmând acest principiu, putem efectua diverse acorduri, respectând numărul de ture conform tabelului:
La sarcina inactivă, VSWR măsurată nu depășește 1,5 (în intervalul de la 1 la 30 MHz).
Pierderea măsurată a fost de 0,4 dB.
(Notă UA4AEU- puteți obține un SWR de 1,1, compensând reactivitatea cu o capacitate mică la intrarea sau ieșirea balunului (selectat experimental la cea mai înaltă frecvență).
Când este conectat la o antenă, este posibilă o ușoară deviere a frecvenței de rezonanță a antenei. În funcție de dimensiune, înfășurarea poate fi realizată din sârmă tare emailată. Este mai ușor să faci o înfășurare dintr-un fir izolat flexibil.
Articolul a fost scris pe baza experienței proprii a autorului și a analizei materialelor din surse interne și străine. Nu pretinde a fi nicio noutate și este destinat radioamatorilor cu unde scurte, în special începătorilor implicați în proiectarea amplificatoarelor de putere în bandă largă. În aerul radioamator și pe Internet, puteți auzi și citi adesea incorect, și adesea dăunătoare, dar pronunțate într-un ton foarte convingător judecăți despre performanțe slabe în amplificatoare de putere, dispozitive de potrivire a antenei etc., transformatoare HF pe ferite cu înalte permeabilitatea magnetică. Să încercăm să facem o scurtă analiză a funcționării transformatoarelor RF de diferite modele. Cel mai comun tip de transformator în modelele de radio amatori este pe un fir magnetic inel de ferită sau pulbere de fier, așa-numitele transformatoare de linie lungă (LTL). Gama lor de frecvență de funcționare poate fi de până la cinci octave, iar unul dintre principalele motive asociate cu restricțiile de frecvență este designul său. De obicei, înfășurările transformatorului sunt realizate cu trei fire răsucite pe un inel. Acest design implică cel puțin două probleme. Prima este deplasarea de fază la frecvențe înalte în înfășurările secundare (dacă sunt mai multe), în funcție de tipul de linie folosită pentru înfășurare. Nealinierea de fază în înfășurările secundare una față de cealaltă implică o funcționare inconsecventă a etapei de parafazare care urmează transformatorului. Și a doua problemă este că transformatoarele de acest fel, în special în modelele de radio amatori, au o permeabilitate magnetică insuficientă a circuitului magnetic. Aceasta duce la o modificare a rezistenței active calculate în banda de frecvență (în special la frecvențe joase). Astfel de transformatoare, de regulă, au un număr relativ mare de spire, ceea ce duce la o inductanță de scurgere semnificativă și la apariția unei capacități de întreținere. Toți factorii de mai sus nu afectează în cel mai bun mod proprietățile de bandă largă ale transformatorului HF. Prin urmare, utilizarea unui design în care înfășurările sunt realizate pe un singur circuit magnetic circular în transformatoarele de bandă largă este destul de problematică. Cu toate acestea, circuitele magnetice inelare din ferită sau pulbere de fier s-au dovedit destul de bune în fabricarea de circuite rezonante (cu bandă îngustă) în diferite tipuri de filtre. O alternativă bună la TDL este un transformator cu o tură volumetrică (realizat sub formă de „butoaie”). În astfel de proiecte, capacitatea de întrepătrundere și inductanța de scurgere parazită sunt reduse la minimum, deoarece înfășurările sunt înfășurate pe circuite magnetice de ferită separate și plasate în compartimente ecranate, iar conexiunea dintre ele este asigurată de o tijă metalică (miez). Transformatoarele HF de acest fel au o lățime de bandă mare (sute de megaherți), cu o bună constanță a parametrilor în banda de frecvență. Cu toate acestea, există și capcane aici. Astfel de transformatoare sunt de utilizare limitată atunci când transmit un semnal de mare putere, deoarece o tijă de material nemagnetic care trece prin miezuri magnetice este utilizată ca element de cuplare între înfășurări. Când un semnal puternic (zece sau mai mulți wați) este transmis printr-un transformator, acesta este limitat la ieșire. Și cu cât puterea transmisă este mai mare, cu atât coeficientul de transmisie este mai rău. Puterea principală este cheltuită pentru încălzirea transformatorului. Nu mă asum să judec motivele acestui efect. Aparent, aici sunt necesare experimente suplimentare cu utilizarea diferitelor materiale pentru transformatoare. La puteri mici, astfel de transformatoare HF au parametri excelenți. Un alt design larg răspândit al transformatoarelor HF este transformatoarele cu bobine externe, așa-numitele „binoclu”. Sunt realizate pe circuite magnetice cu două orificii (transfluctoare) sau tubulare din ferită. Ambele pot fi înlocuite cu un set de circuite magnetice circulare. Dar printre radioamatorii-designeri nu există încă un consens cu privire la metoda de fabricare a unor astfel de transformatoare și, cel mai important, cu privire la alegerea permeabilității magnetice a materialului său principal - ferita. Cu toate acestea, acest lucru a fost determinat de mult timp de firmele străine specializate în producția de comunicații radio, care utilizează pe scară largă astfel de transformatoare în designul lor - balunuri, antene (baluns) cu diferite rapoarte de transformare, amplificatoare de putere HF de intrare și ieșire și diverse potriviri. Gama de frecvență de funcționare a transformatoarelor din acest design, atunci când funcționează la o sarcină cu o impedanță de până la 500 Ohm, poate atinge zece octave dacă reactanța înfășurărilor transformatorului la cea mai joasă frecvență de operare nu este mai mare de un sfert din sarcina corespunzătoare. impedanţele. În caz contrar, frecvența de funcționare inferioară a transformatorului este redusă. Să încercăm să aruncăm o privire mai atentă asupra procesului de proiectare a unui astfel de transformator RF. Deci, pentru a oferi o inductanță de scurgere scăzută și o capacitate de întreținere, înfășurările ar trebui să se străduiască să fie realizate cu un număr mic de spire. Dar atunci nu va fi suficientă inductanță în secțiunea de frecvență joasă a domeniului de lucru !? Poate fi mărită prin utilizarea feritei cu permeabilitate magnetică mare sau foarte mare. Nu 100 și nu 400, așa cum auzi adesea în aer de la „experți”, și nici măcar 1000, dar chiar mai mare - nu mai puțin de 2-5 mii. Transformatoarele de marcă care funcționează în banda de frecvență 1 ... 500 MHz sunt realizate pe ferite cu o permeabilitate chiar de 10 000. Nu-i crede pe „experti” care susțin că astfel de ferite „... nu funcționează la frecvențe înalte...” . Și nu trebuie să lucreze acolo. Sarcina sa principală este de a asigura o inductanță ridicată a înfășurărilor cu un număr minim de spire în ele. Da, în acest caz există și capacități de întrepătrundere parazite și inductanță de scurgere, dar aceste valori sunt neglijabile în acest design, în special capacitatea. Este ușor să compensați inductanța de scurgere parazită la impedanțe de sarcină de până la 500 ... 600 Ohm. Este suficient să conectați aceeași reactanță în paralel cu înfășurarea, dar cu un semn diferit - un condensator. Puteți compensa capacitatea parazitară conectând același condensator la înfășurare, dar în serie cu acesta. Adevărat, cu banda noastră de frecvență (radioamator), aceasta nu este principala Rv x / R out om 50/50 50/110 50/200 50/300 50/450 50/600 50/800 Numărul de spire ale primarului înfășurare 2 2 2 2 2 2 2 Numărul de spire ale înfășurării secundare 1 + 1 1,5 + 1,5 2 + 2 2,5 + 2,5 3 + 3 3,5 + 3,5 4 + 4 reactivitate parazită. Prin urmare, compensarea pentru capacitatea de întrepătrundere, în cazul nostru, poate fi sacrificată. Inductanța de scurgere parazită poate fi măsurată cu suficientă precizie cu un inductantor, recalculând-o în reactivitate. Valoarea reactivității obținută trebuie înlocuită cu una negativă, adică cu o capacitate. Sau pur și simplu selectați un condensator cu un VSWR minim. Nu este greu de găsit ferite cu permeabilitate magnetică ridicată (câteva mii). Acestea sub formă de produse tubulare sunt utilizate pe scară largă în toate tipurile de cabluri importate pentru protecție împotriva interferențelor și interferențelor (corduri de alimentare pentru birou și electrocasnice, cabluri de conectare pentru camere digitale, cabluri de monitor și computer, prelungitoare USB etc.). „Tuburile” producătorilor autohtoni diferă în proprietățile lor magnetice nu în bine. Cu toate acestea, produc și transformatoare de o calitate destul de înaltă. Când înfășurați transformatorul, trebuie să vă străduiți să umpleți cât mai mult posibil volumul interior al „binoclului”. Acest lucru se realizează prin utilizarea unui fir de secțiune transversală mare cu umplere uniformă a găurilor sau prin realizarea înfășurărilor cu un cablu sau o linie coaxială (de exemplu, un cablu de alimentare dintr-un fier de lipit). O opțiune bună este să folosiți un pachet format din fire MGTF răsucite împreună pentru înfășurare. Tabelul prezintă datele aproximative de înfășurare ale transformatoarelor HF pe ferite tubulare cu permeabilitate magnetică ridicată. După cum puteți vedea, alegerea raportului de transformare a rezistenței este suficient de largă și corespunde valorilor de bază utilizate în practica radioamatorilor. Înfășurarea primară poate fi realizată dintr-o tură, păstrând proporțiile pentru înfășurarea secundară. Înfășurarea secundară este înfășurată cu un fir dublu sau un cablu coaxial. Capătul unui fir al înfășurării secundare, conectat la începutul celuilalt fir al său, formează punctul de mijloc al înfășurării. Prin conectarea punctului de mijloc al înfășurării secundare cu unul dintre bornele înfășurării primare, pe lângă transformare, vom obține și echilibrarea înfășurării secundare. Autorul a realizat un transformator pe bază de tuburi de ferită din cabluri de alimentare electronice industriale, permeabilitatea a fost mai mare de 6000. Înfășurarea primară a constat din două spire ale unui fir de montare cu o secțiune transversală de 3 mm2. Secundar - de la trei spire ale unui cablu de alimentare de la un fier de lipit electric. Începutul unui fir al cablului este conectat la capătul celuilalt fir al cablului (3 + 3 spire ale înfășurării secundare). Raportul de transformare este 1: 9. Puterea totală a transformatorului este suficientă pentru a transmite o putere de până la 1 kW. Transformatorul cu o sarcină de 510 Ohm conectat la înfășurarea secundară, cu o rezistență de intrare de 50 Ohm, avea un VSWR = 1,1 ... 1,2 în banda de frecvență 1,7 ... 26 MHz. VSWR a crescut la 1,7 mai aproape de 38 MHz. Când este conectat în paralel cu înfășurarea primară a transformatorului unui condensator cu o capacitate de 52 pF (compensarea inductanței de scurgere a înfășurărilor), VSWR a fost egal cu 1 ... 1,2 în banda de frecvență de la 1,7 ... 42 MHz. Fotografiile (Fig. 1 - 3) prezintă rezultatele măsurătorilor efectuate cu instrumentul MFJ-269. În fig. 4, puteți observa rezultatul măsurării parametrilor unui transformator cu un raport de transformare de 1: 4, fabricat tot de autor. Înfășurarea secundară constă din două spire ale unui cablu coaxial, urmate de o conexiune în serie a firului central al cablului și a ecranului ca jumătăți ale înfășurărilor. Gama de frecvență a transformatorului fără utilizarea condensatoarelor de compensare a fost de 1,8 ... 29 MHz cu VSWR = 1,1 ... 1,6. Când este conectat la înfășurarea primară a unui condensator cu o capacitate de 43 pF și 10 pF la secundar, VSWR în banda de frecvență de 3,4 ... 32 MHz a fost egal cu unitatea și în banda de 1,7. .47 MHz nu a depășit 1,2. Din cele de mai sus, putem concluziona că nu trebuie să vă fie frică să folosiți ferite cu permeabilitate magnetică ridicată în designul lor. În plus, autorul ia în considerare recomandări eronate privind utilizarea feritelor cu valori mixte de permeabilitate (de exemplu, VCh50 + 1000NN etc.) în „binoclu”. REFERINȚE 1. Bunin S. G., Yailenko L.P. - Kiev, Tehnica, 1984, p. 146. 2. Red E. T. Circuity of radio receivers - M .: Mir, 1989.
Principiul numărării numărului de ture:
Sârmă albastră - 1 tură,
Firul roșu are 1,5 spire.
Balun 50/300
Începem prin a înfășura 2,5 spire (albastru), pe baza rezistenței necesare de 300 ohmi. Conectam celălalt capăt al firului la masă la nivelul conexiunii de intrare. Acesta va fi punctul comun de masă. Începând din punctul de masă, înfășurăm noi 2,5 spire de sârmă (verde) care termină înfășurarea cu 300 ohmi. Din nou, pornind de la punctul de masă, înfășurăm încă 2 spire ale firului (roșu) pe care îl conectăm la conectorul de intrare (PL).
Diametrul firului este determinat de capacitatea de a potrivi înfășurările în tubul de ferită.
(Notă. UA4AEU-Fir cu grosime maximă.
Umplerea întregii gauri.Umplerea completă și uniformă a ferestrei de bază poate obține mai puțin „blocare” în benzile HF.
Scurte concluzii.
Dacă doriți să aveți o putere mai mare a dispozitivului, trebuie să vă străduiți să nu creșteți numărul de tuburi, ci să creșteți secțiunea transversală a fiecărui tub. Și numărul de țevi ar trebui să fie minim, adică. doar 2, dar „gros”!
Nu uitați că, cu cât componenta reactivă este mai mare în sarcină, cu atât este mai rău pentru transformator.)
Urmând acest principiu, putem efectua diverse acorduri, respectând numărul de ture conform tabelului:
La sarcina inactivă, VSWR măsurată nu depășește 1,5 în intervalul de la 1 la 30 MHz.
Pierderea măsurată a fost de 0,4 dB.
(Notă UA4AEU- puteți obține un SWR de 1,1 compensând reactivitatea cu o capacitate mică la intrarea sau ieșirea balunului (selectat experimental la cea mai înaltă frecvență.
Când este conectat la o antenă, este posibilă o ușoară deviere a frecvenței de rezonanță a ANT.).
În funcție de dimensiune, înfășurarea poate fi realizată din sârmă tare emailată. Este mai ușor să faci o înfășurare dintr-un fir izolat flexibil.
Materiale conexe:2) ShPTL ar trebui să fie încărcat la intrare și la ieșire la sarcini ACTIVE egale cu aproximativ impedanța de undă a liniilor din care este realizat.
Exemplu tipic: Fratele nostru - un radioamator folosește inele uriașe de ferită lângă pânză pentru a „echilibra” antenele. Cu toate acestea, experimentul descris mai sus cu sarcini active arată că un inel cu diametrul de 10 ... 20 mm poate rezista la o putere de 100 W și nu se încălzește! Deci unde este adevărul? Adevărul este că antena (dipol sau cadru) are o rezistență scăzută DOAR la o singură frecvență, frecvența primei armonice a antenei. Rezistențele active ridicate, care sunt prezente la armonici egale, nu sunt aplicabile în practică. Rezonanțe cu impedanță scăzută la armonici superioare impare nu mai intră în benzile de radio amatori. Și la alte frecvențe vor exista ÎNTOTDEAUNA reactivități semnificative. Acestea provoacă o încălzire puternică a inelului și de aceea acesta trebuie să aibă o suprafață mare de răcire, adică. fii grozav. De exemplu, în transceiverele importate de 100 de wați, la ieșirea PA sunt instalate binocluri microscopice din ferită. SI NIMIC! Acest lucru nu se datorează faptului că sunt făcute dintr-un material ciudat. Doar una dintre cerințele pentru sarcina de ieșire pentru astfel de transceiver este că ar fi ACTIV. (O altă cerință este 50 ohmi). Ar trebui să fim atenți la acele publicații în care se recomandă bobinarea unui număr strict definit de spire pentru un transformator HF. Acesta este un semn al încă o „boală a conștiinței” - utilizarea cvasi-rezonantă a SHPTL. Aici „cresc” picioarele din legenda despre necesitatea folosirii feritelor de înaltă frecvență. Dar... nu există bandă largă!
Acum despre 1: 1 și 1: 2 menționate ... La cursul de fizică școlară, raportul de transformare este raportul dintre spirele înfășurărilor primare și secundare. Acestea. raportul dintre tensiunile de intrare și de ieșire. De ce radioamatorii au transformat acest parametru „implicit” în raportul de transformare a rezistenței? Pentru că transformarea rezistențelor este mai importantă în mediul nostru. Dar nu ar trebui să mergi la absurd! Iată o conversație auzită în aer - doi radioamatori discută despre cum să facă un transformator de la 50 la 75 ohmi. Se sugerează înfășurarea acestuia cu un raport de spire de 1: 1,5. Iar când cineva le opune timid, se aud ca răspuns doar acuzații de analfabetism tehnic. Și asta se întâmplă la fiecare pas! Și doar - TERMENI! Rezultă că marea lege a conservării energiei nu funcționează pentru ei și este posibil, cu o tensiune pe înfășurarea de intrare, să presupunem 1 Volt, prin furnizarea unei puteri de 20 mW la intrarea de 50 ohmi a transformatorului, și elimină deja 30 mW la ieșirea de 75 ohmi. Iată o „mașină cu mișcare perpetuă”! Aici trebuie doar să vă amintiți că raportul de transformare al rezistențelor este într-o dependență pătratică de raportul de transformare al tensiunilor. Cu alte cuvinte, un transformator 1: 2 va converti 50 ohmi la 200 ohmi, iar un transformator 5: 6 50 ohmi la 75 ohmi. De ce am scris 5:6 și nu 1:1,2? Iată un pas către construcție. După cum sa menționat deja, SHTTL ar trebui să fie înfășurat într-o linie. Și o linie este două sau mai multe fire pliate împreună și ușor răsucite. Impedanța caracteristică a unei astfel de linii depinde de diametrul firelor, de distanța dintre centrele lor și de pasul de răsucire. Pentru a transforma 50 ohmi în 75 ohmi, trebuie să utilizați o linie de șase fire și, dacă nu este nevoie de echilibrare, conectați aceste fire conform schemei
După cum ați observat, circuitul este, de asemenea, desenat într-un mod special, nu ca un transformator obișnuit. Această imagine reflectă mai bine esența designului. Diagrama schematică familiară, Fig. 2 și, în consecință, designul „tradițional” al unui autotransformator cu o înfășurare cu un singur strat și o atingere de 0,83 din numărul total de spire în testele practice „pe masă” arată rezultate mult mai proaste. din punct de vedere al lăţimii de bandă.
Din motive de proiectare și operaționale, nu este de dorit să se realizeze un SHTTL cu o secțiune scurtă a uneia dintre linii. Fig. 3. În ciuda faptului că acest lucru facilitează realizarea oricăror rapoarte de transformare, chiar fracționale. O astfel de soluție duce la apariția neuniformității în linie, în urma căreia banda largă se deteriorează.
O întrebare interesantă: - "Ce rapoarte de transformare limitatoare pot fi obținute în SHTTL?" Este deosebit de interesant să găsim un răspuns la această întrebare pentru cei care sunt „bolnavi” cu ideea de a realiza un amplificator de putere cu tub aperiodic în bandă largă, unde este necesar să se transforme rezistența de ordinul a 1..2 KΩ din partea laterală a lămpii într-o rezistență de 50 Ohm. Experimentul „pe masă” dă un rezultat destul de interesant. Din nou, totul depinde de designul înfășurărilor. De exemplu, dacă faceți un transformator sau un autotransformator „tradițional” cu un raport de transformare de, să zicem, 1:10, încărcați-l pe rezistența activă setată egală cu 5 KΩ și măsurați SWR pe partea de 50 ohmi, atunci rezultatul iti pot face parul sa stea pe cap! Și dacă pe lângă eliminarea răspunsului în frecvență, va fi clar că nu a mai rămas nimic din bandă largă. Există o rezonanță evidentă, destul de ascuțită, din cauza inductanței.
Acest subiect dureros ar putea fi încă dezvoltat la infinit, dar... Totul a fost umbrit de proiectarea unui transformator balun de bandă largă pe un transfluxor (miez de ferită cu două găuri) Fig.4, pe care am reușit să-l „spionez” într-o antenă importată pt. un televizor „mustață”. Imaginea din figură este, desigur, schematică - de fapt, înfășurările constau din mai multe (3 ... 5) spire. Multă vreme, nedumerit, i-am examinat designul, încercând să înțeleg sistemul de înfășurare. În cele din urmă am reușit să desenez locația „înfășurărilor”. Iată un exemplu de utilizare a liniilor lungi adevărate!
Daca nu as sti ca astea sunt replici, as crede ca sunt nebun! Mai ales această înfășurare roșie scurtcircuitată... Dar de ce nu suntem surprinși când, de exemplu, într-un cot în U de cablu, este necesar să conectați împletitura de la cele două capete ale cablului coaxial la un moment dat. De asemenea, la urma urmei - LINE! Într-un experiment de sarcină falsă de pe banc, acest microtransformator, proiectat să funcționeze la frecvențe de sute de megaherți, a funcționat excelent la frecvențe semnificativ mai mici, până la 40 m și la puterea maximă a transceiver-ului.
Pe parcurs, să descoperim legendele despre simetrie și echilibrare. Să aflăm cât de simplu este să stabilim dacă acest sau altul SPTL este echilibrat, sau autorii declară doar această proprietate și nu există nicio urmă de simetrie acolo. Aici ne vor ajuta din nou „Majestatea Sa - Experiment” și „Alteța Sa - analiza teoretică a rezultatelor experimentului”. În primul rând, să ne dăm seama ce este o ieșire echilibrată și cum diferă de una dezechilibrată. Se pare că totul depinde de designul transformatorului. De exemplu, cel mai simplu caz este un SHTTL cu un raport de transformare de 1: 1. Orice SHPTL real sau imaginar (Există! Și nu rar!) Poate fi verificat cu ușurință folosind transceiver-ul de acasă. Este suficient să conectați o sarcină rezistivă (echivalentă) cu o rezistență corespunzătoare transformării la ieșirea transformatorului și să verificați SWR la intrarea de 50 ohmi la puterea maximă a transmițătorului (precizia maximă a contorului SWR) în frecvența specificată. gamă. Dacă SHPTL este real, atunci VSWR ar trebui să fie aproape de ideal, adică 1.0 și într-o bandă de frecvență WIDE (de aceea este un transformator BROADBAND!) Este indicat să aveți un transceiver deschis pentru transmisie cu suprapunere continuă și să nu includeți în niciun caz tunerul de antenă intern. Proprietatea de simetrie este verificată la recepție folosind DEGETUL (nu pe 21! Deși, este posibil pentru ei!). Simetria este esența EGALității ambilor pini de sarcină față de masă (corpul transceiver-ului). Când primiți orice post (puteți să-l difuzați, este mai convenabil ...) când atingeți DEGETUL sau o șurubelniță de capetele sarcinii conectate la ieșirea SHPTL SIMMETRICĂ, conform S-metrului și după ureche, totul ar trebui să fie la fel. Dar nivelul semnalului ar trebui să fie cu un punct (-6 dB sau de două ori în U) mai mic la fiecare ieșire cu un singur capăt. (aceasta este în cazul unei transformări 1: 1). Ca sarcină pentru o perioadă scurtă de timp, chiar și pentru transmisie de 100 W, este convenabil să utilizați un rezistor MLT-2 de 51 Ohm. În același timp, se observă un efect interesant - în timp ce primiți un semnal printr-o transă de echilibrare, când glisați DEGETUL peste corpul acestui rezistor, postul de radio va fi auzit de la un capăt, în centrul rezistenței, acesta nu se va auzi și de la celălalt capăt, se va auzi în același mod ca de la primul... Doar în astfel de condiții transformatorul poate fi considerat balun. Încercați diferite modele de SHPTL care sunt publicate în literatură și pe Internet. Rezultatele te pot surprinde...
Pe scurt vorbind! Faceți-vă mixerul pe orice inel de ferită de bas. Încearcă - scrie! Experimentează mai îndrăzneț!
Serghei Makarkin, RX3AKT
