Повышающий развязывающий трансформатор 1:4 (по статье)

[UA6ATG]

Повышающий развязывающий трансформатор 1:4
Оба рассмотренных выше балуна категорически отказываются работать на асимметричную нагрузку. А такие антенны есть (тот же асимметричный диполь Windom`а). Что делать с ними?

C такими нагрузками остается единственный вариант: использовать обычный трансформатор, с повышающей обмоткой. Это почти то же самое, что развязывающий трансформатор 1:1, описанный в предыдущей статье статьи (перечитайте там соответствующий раздел).

Отличие только в том, что из-за вчетверо более высокого сопротивления нагрузки вчетверо же возрастает паразитное влияние межобмоточной емкости. Что усугубляется еще и тем, что вторичная обмотка тут физически вдвое больше.

С интересом прочитал все. Спасибо большое.  Как всегда скрупулезно и грамотно.  Но нельзя ли какой нибудь практический мануал как сделать такой трансформатор ? Одно дело теория...

[RW4HFN]

Ссылайтесь, откуда цитируете...

http://dl2kq.de/ant/3-128.htm

[DL2KQ]

Но нельзя ли какой нибудь практический мануал как сделать такой трансформатор ? Одно дело теория...

Наверное нужно (не все же радиоинженеры). Когда-нибудь потом, вряд ли скоро 

ЗЫ. В двух словах: хорошее ферритовое кольцо (по мануалу производителя работающее в требуемой полосе частот без заметных потерь и  с размерами\магнитной индукцией  способными пропустить через себя всю мощность ТХ). Обмотки мотаются в разных половинах кольца, с зазорами между ними сантиметра 2 хотя бы. Накидал эскиз в аттаче.

ЗЗЫ. Я и эти то статьи про балуны писать не хотел.

[Phoenix]

В двух словах: хорошее ферритовое кольцо (по мануалу производителя работающее в требуемой полосе частот без заметных потерь и  с размерами\магнитной индукцией  способными пропустить через себя всю мощность ТХ). Обмотки мотаются в разных половинах кольца, с зазорами между ними сантиметра 2 хотя бы. Накидал эскиз в аттаче.

Пробовал таким образом мотать трансформатор 1:1 для активной приёмной антенны. Кольца использовал FT82-43 и FT82-61. Тут фото и измерение, результат печальный. Может подскажите, что не так? Переделаю и измерю.

[DL2KQ]

Смысл такого трансформатор  только в подавлении огромных токов асимметрии. А всё остальное как получится и с тем пусть справляется тюнер.

КСВ 2 – это очень хорошо для таких трансформаторов.  И полоса тоже будет не выдающейся:  перекрытие по частоте 3....5 раз от силы. Это же не ШПТ а самый обычный магнитный трансформатор. Передается все только через сердечник и никак иначе (в отличие от ШПТ, где сердечник трудится только внизу полосы). Из-за  этого мы его и используем для развязки.

И 43-й материал тут точно не подходит – как сердечник обычного магнитного трансформатора он может работать мегагерц до 3...4 от силы (выше у него мнимая часть проницаемости догоняет реальную). На 61-м должно получаться мегагерц до 25.  В аттаче частотные данные этих материалов.

[rtty]

Возможно, ксв такого транса можно сколько-то компенсировать емкостями, ну как чаще всего биноклях ШП УМ делают.
В книге Э.Рэд вроде об этом тоже есть, где рассматриваются ШПТ на кольцах, (не шптл).

[DL2KQ]

Да конденсаторами можно подкоректировать.

[UA6ATG]

В двух словах: хорошее ферритовое кольцо (по мануалу производителя работающее в требуемой полосе частот без заметных потерь и  с размерами\магнитной индукцией  способными пропустить через себя всю мощность ТХ). Обмотки мотаются в разных половинах кольца, с зазорами между ними сантиметра 2 хотя бы. Накидал эскиз в аттаче.

Пробовал таким образом мотать трансформатор 1:1 для активной приёмной антенны. Кольца использовал FT82-43 и FT82-61. Тут фото и измерение, результат печальный. Может подскажите, что не так? Переделаю и измерю.

Можно "ближе к телу"? Берем практическую такую "сермяжную"  задачу . Есть VS1AA (однопроводный window) Берем этот транформатор подключаем повышающей обмоткой трансформатора темы к window и земле (земля пущай будет батарея отопления)  Противоположная обмотка трансформатора с автомату тюнеру.  Что в плюсе мы получаем по сравнению с вариантом когда нет подобного трансформатора и перед тюнером просто ставим дроссель? Или таким путем мы просто облегчаем работу тюнера ? (у меня он до 1000 ом)

[Phoenix]

На 61-м должно получаться мегагерц до 25.

Спасибо, но у меня пока практика не сходится с теорией.
Взял сейчас FT50-61. Считаем Fmin = 1,81 МГц, XL должно быть мин. 200 Ом для 50 Ом тракта. Получаем 16 витков.
Мотаем две обмотки по 16 витков. Измеряем индуктивность, одна обмотка 19,1 мкГн; вторая = 19,2 мкГн.
Индуктивность рассеивания = 4,7 мкГн !!!
Нагрузил трансформатор на 50 Ом нагрузку, подключил к антенному анализатору, графики в приложении.
Т. е. конструкция ведёт себя не как трансформатор, а как катушка индуктивности, её наверно можно настроить в резонанс на одном диапазоне, подобрать индуктивность/емкость, но вот сделать хотя бы на НЧ диапазоны, ну такое.

[DL2KQ]

Классический Windom (с питанием по одному проводу) – антенна несимметричная  (питание между этим проводом и землей). Поэтому балун там ни в каком виде не нужен (если земля антенны и шека это одно и то же). Ни на входе тюнера, ни на выходе.
 

Или таким путем мы просто облегчаем работу тюнера ? (у меня он до 1000 ом)

В общем случае,  понижение импеданса от антенны или линии к тюнеру имеет и плюсы, и минусы.
 Плюсы:
    1. Снижаются напряжения на элементах тюнера.
    2.  Большинство реальных антенн при питании по высокоомной линии  имеют меньшее значение КСВ, чем при использовании коаксиала (на любой нерезонансной антенне в MMANA-GAL  поизменяйте в setup`епрограммы стандартное Z, увидите)
   Минусы:
    1. Задачу тюнера  по согласованию понижение импеданса скорее осложняет. Посмотрите на диаграммы Смита в http://dl2kq.de/ant/3-100.htm Несогласуемые (т.е незакрашенные) области там часто лежат на левом краю круга диаграммы. А это область низких  R.
    2. Потери в трансформаторе.

[DL2KQ]

Спасибо, но у меня пока практика не сходится с теорией

Полагаю, не учтена необходимость компенсации индуктивности обмоток (это же не ШПТ с исходно хорошим КСВ, а просто трансформатор, который без компенсации вносит реактивность).

Вот сейчас измерил голый  (без компенсации) трансформатор 1:4 на сердечнике из 61 материала. В аттаче:
  1. Измерения при нагрузке 180 Ом (навскидку не нашел SMD резистора 200 Ом) импеданса по входной обмотке. Желаемые 180/4 = 45 Ом вполне получаются. Большая Xs конечно требует компенсации индуктивности обмоток. Потому работает такая штука только в нескольких соседних диапазонах.
   2. Измерения межобмоточной емкости. Терпимые 2,5pF.

[Phoenix]

Полагаю, не учтена необходимость компенсации индуктивности обмоток (это же не ШПТ с исходно хорошим КСВ, а просто трансформатор, который без компенсации вносит реактивность).

Можно подробнее, какое использовали кольцо, какая индуктивность обмоток?
В моём измерении меня смущает высокая индуктивность рассеивания (4,7 мкГн) и активное сопротивление низкое (23-31 Ом) при нагрузке 50 Ом (трансформатор 1:1), что сложно скомпенсировать.

2. Измерения межобмоточной емкости. Терпимые 2,5pF.

С самодельным трансформатором не сложилось, поэтому для приёмного усилителя использую для развязки покупной трансформатор Coilcraft. Измерял по такой схеме, вот результат. Сейчас измерил межобмоточную ёмкость: Coilcraft = 15,8 пФ; Mini-Circuits = 15,7 пФ. Измерял самодельным резонансным RLC измерителем, на какой частоте непонятно Экземпляры трансформаторов в измерении S21 и ёмкости разные, т. к. между измерениями более 4 лет.

[Phoenix]

Измерил трансформатор на FT50-61, межобмоточная ёмкость = 1,8 пФ.
Измерил S21, мин. потери = -1,3 дБ на частоте 950 кГц. Полоса по уровню -3 дБ: 0,21 - 3,95 МГц. График потерь фактически повторяет график КСВ.
Развязку тоже измерил - на 20 дБ лучше, чем у покупного трансформатора.
Буду рад советам.

[BL68]

Игорь, здравствуйте. Нужен ваш совет. Хочу по статье Сергея Макаркина https://hfdx.at.ua/publ/shirokopolosnyj_transformator/10-1-0-141 изготовить балун 1:4 но только на коаксиальных кабелях.

На симметричных линиях, в процессе экспериментов, получаются очень хорошие результаты (фото). Балун планирую для Windom 80 - 10м. Симметрия получается идеальная (на 1-ом фото средняя точка резисторов на корпусе разъема никак не повлияла на параметры). На втором фото добавлен конденсатор 18 пФ, компенсирующий реактивность обмоток (понизилось КСВ на верхних диапазонах).  Как такой балун будет работать на коаксиальных несимметричных линях?

[DL2KQ]

   Классический ШПТ 1:4 делается так. Берутся две линии с волновым сопротивлением 100 Ом.
По входу они включаются параллельно, получается 100/2 = 50 Ом.
По выходу – последовательно, получается 100 + 100 Ом = 200 Ом.

   Поэтому использовать кабели 50 Ом для обмоток неразумно. Гораздо лучше каждую линию сделать 100 Омной из пары последовательно включенный 50-ти омных кабелей (оплетки соединены вместе в начале и в конце и не используются, из центральных жил получается симметричная 100 омная линия).

  Антенна Windom симметричной не является. Поэтому ей нужен не балун,  а последовательно включенные  (считая от антенны вниз) два разных трансформатора: ШПТ 4:1  + развязывающий дроссель.