|
|
|
Согласующий трансформатор на ферритовых трубках.
| |
| yl2gl | Дата: Воскресенье, 05.01.2014, 18:23 | Сообщение # 1 |
|
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 1124
Статус: Offline
| Используя автоматический антенный тюнер с величинами согласующих сопротивлений от 4 до 160 Ом, например, используя согласующий трансформатор 1:4, можно расширить диапазон согласуемых сопротивлений в четыре раза!!! - от 16 до 640 Ом.
Поэтому, проштудировав кучу информации в интернете и проведя серию опытов по изготовлению подобного трансформатора на доступных сердечниках, пришёл к такому виду согласующего трансформатора, с использованием ферритовых трубок, снятых с компьютерных видеошнуров:
Схема подключения обмоток трансформатора, причём направление намотки первичной обмотки не имеет значения:
И получил подобную частотную характеристику:
Реально, характеристика получается ещё красивее, так как мой измерительный мост-приставка к NWT-502 показывает во всём диапазоне измерений КСВ=1.1 при нагрузке его резистором 51 Ом. Поэтому, график можно смело сдвинуть на эти 0.1 единицы КСВ вниз.
Была поставлена задача, получить приёмлемые параметры трансформатора и на 6 метровом диапазоне, что, как видим, неплохо удалось.
Данные обмоток трансформатора 2 + 2 + 2 витка провода ПЭВ 1.0. Номинал ёмкости, компенсирующей индуктивность рассеивания вторичной обмотки, получился равным 10 пФ.
Мотается трансформатор тремя сложенными проводами.
Концы обмоток соединятся согласно приложенному рисунку:
Увеличение количества витков, для снижения КСВ на 160 метровом диапазоне, приводит к повышению КСВ на 6 метровом диапазоне, поэтому было решено остановиться на подобной частотной характеристике. Важнее полное согласование на ВЧ диапазонах, а не на НЧ, где потери в кабеле мизерные.
Чем хороша именно эта схема согласующего трансформатора - полное симметрирование нагрузки, что уменьшает симфазные токи по оболочке питающего кабеля и что, в свою очередь, уменьшает его антенный эффект + точка заземления трансформатора для стекания статического и наведённого напряжения на землю! Что не раз поможет спасти ваш трансивер или приёмник во время грозы или сухого снегопада, песчаной бури.
Габаритная мощность подобного исполнения трансформатора - не менее 200 Вт.
Замеры асимметрии подобного трансформатора показали, что асимметрия возрастает с увеличением частоты и достигает 15% на частоте 51 мГц.
По замерам, уровни на вторичных обмотках трансформатора составили 100 мВ и 118 мВ на 51 мГц.
Асимметрию можно уменьшить, если намотать трансформатор одновременно тремя проводами (возможно скрученными) - у меня, в измеряемом трансформаторе, обмотки наматывались раздельно.
И ещё - ни в коем случае нельзя мотать обмотки согласующих трансформаторов жилами в изоляции от сетевых кабелей, как советуют некоторые умельцы! Поведение низкочастотной изоляции на ВЧ частотах предсказуемо - повышаются потери и появляется дополнительное рассогласование. Необходимо использовать провод в хорошей ВЧ изоляции - лаковой или фторопластовой, если планируете, что трансформатор не будет нагреваться - в полиэтиленовой.
После скрутки обмоток, ассиметрия уменьшилась: 110 мВ и 116 мВ (5%), АЧХ приняла вид (компенсирующая ёмкость не понадобилась):
Для улучшения согласования получившегося трансформатора в области низких частот, можно увеличить длину линии ШТПЛ, что равносильно увеличению количества витков трансформатора.
При 3 + 3 + 3 витка, вместо 2 + 2 + 2, получим такую АЧХ:
Успешного изготовления!
73! YL2GL Валерий
|
| |
| |
| yl2gl | Дата: Среда, 30.07.2014, 10:12 | Сообщение # 2 |
|
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 1124
Статус: Offline
| Однако, при использовании данного трансформатора с открытыми линиями произвольной длины, питающими симметричные антенны и имеющими, со стороны питания, достаточно высокое реактивное сопротивление, обнаружился достаточно большой нагрев трансформатора с уходом КСВ в худшую сторону. Этого и следовало ожидать, поскольку трансформаторы с ферритовыми сердечниками хорошо трансформируют активную составляющую сопротивления и не хотят работать с реактивностью.
Пришлось отказаться от использования феррита и перейти на симметрирующе-согласующие устройства без феррита. Была некоторая опаска, что на НЧ диапазонах такое устройство работать не будет, однако, дальнейшие эсперименты это опровергли. Всё получилось!
Вес трансформатора настолько мал, что позволяет подвешивать его непосредственно на полотно антенны, без дополнительного усиления её конструкции.
Для изготовления симметрирующего трансформатора с коэффициентом трансформации 1 : 4 были использованы две пластиковых трубки диаметром 40 мм из сантехнического магазина, длиной около 25...30 см . Диаметр не критичен, может быть и 30...50 мм. Затем, был резделан электрический кабель с сечением монолитных медных жил 2.5 мм2, длиной около 7 метров (по 3.5 метра для каждой катушки, с учётом длины выводов). Из него взяты две жилы в полихлорвиниловой изоляции (хотя я и не сторонник использования полихлорвинила в ВЧ конструкциях), которыми на каждой трубке было намотано около 23 витков. Количество витков не критично, главное получить индуктивность катушек не менее 8 мкГн для низшей рабочей частоты, начиная от 80 метрового диапазона и не менее 16 мкГн для использования трансформатора начиная от 160 метрового диапазона.
Прикидочный рассчёт очень прост - на каждый метр длины волны нужно 0.1 мкГн индуктивности катушки.
Витки на второй трубке мотаем встречно направлению намотки на первой трубке. Закрепляем витки и соединяем обмотки со стороны подключения трансивера - параллельно, со стороны антенны - последовательно.
Трансформатор готов! Затраты копеечные, а эффект от его применения - положительный!
Пример исполнения симметрирующего трансформатора 1:4 (на стадии изготовления и распайки):
При необходимости понизить нижнюю частотную границу работы подобного трансформатора, можно поместить в трубки катушек ферритовые сердечники от магнитных антенн радиовещательных приёмников с проницаемостью 400...600 НН, что увеличит их индуктивность.
Для компенсации реактивной составляющей самого трансформатора, потребовалось включить параллельно его выходу ёмкость около 30 пФ (точное значение не подбиралось).
При проверке этого трансформатора нагруженного на безиндукционный резистор 200 Ом, КСВ на 160 метрах составил 1.025, а на 10 метровом диапазоне 1.36, что очень даже неплохо для такой примитивной конструкции!
73! YL2GL Валерий
|
| |
| |
| yl2gl | Дата: Среда, 30.07.2014, 10:36 | Сообщение # 3 |
|
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 1124
Статус: Offline
| Как вариант, исполнение подобного симметрирующего трансформатора с коэффициентом трансформации 1: 4 из коаксиального кабеля:
Не совсем понятно присутствие на правой катушке (по схеме), короткозамкнутой перемычки, соединяющей оплётку кабеля в начале катушки с её концом.
В варианте, описанном в предыдущем посте, подобной перемычки нет, хотя эквивалентная схема одна и та же.
73! YL2GL Валерий
|
| |
| |
|
