Uređaji za pristajanje: namjena i princip izrade. Sve o prilagodbenom transformatoru Sklopovi i izračuni balansnih antenskih transformatora

Moje posljednje publikacije o HF antenama potaknule su brojna pitanja među mnogim čitateljima o dizajnu transformatora i prigušnica koje se u njima koriste.

Ovo pitanje je dobro obrađeno u radioamaterskoj literaturi i brojnim člancima i, čini se, ne zahtijeva daljnji komentar.

Feritni transformatori na feritnim cijevima obavljaju nekoliko funkcija odjednom: transformiraju otpor, uravnotežuju struje u krakovima antene i potiskuju struju uobičajenog načina u pletenici koaksijalnog napajanja. Najbolji domaći feritni materijal za širokopojasne transformatore je ferit kvalitete 600NN, ali od njega nisu izrađene cjevaste jezgre...

Feritne cijevi stranih tvrtki sada su dostupne za prodaju. dobre karakteristike,
posebno FRR-4,5 I FRR-9,5, dimenzija dxDxL 4,5x14x27 odnosno 9,5x17,5x35. Potonje cijevi korištene su kao prigušnice za suzbijanje smetnji na spojnim kabelima jedinice sustava računala s monitorima s katodnom cijevi. Sada se masovno zamjenjuju matričnim monitorima, a stari se bacaju zajedno s feritima.

Sl. 1. Feritne cijevi FRR-9.5

Četiri od ovih cijevi, složene jedna do druge po dvije, tvore ekvivalent "dalekozora", na koji možete postaviti namotaje transformatora koji pokrivaju sva HF područja od 160 do 10 m. Cijevi imaju zaobljene rubove, što eliminira oštećenje izolacija žica namota. Prikladno je pričvrstiti cijevi zajedno omotavanjem širokom trakom.

Od raznih širokopojasnih transformatorskih krugova, koristio sam najjednostavniji, s odvojenim namotima, čiji su zavoji dodatna komunikacija zbog čvrstog uvijanja vodiča među sobom, što omogućuje smanjenje induktiviteta rasipanja i time povećanje gornje granice radnog frekvencijskog pojasa. Jedan zavoj ćemo smatrati žicom provučenom kroz rupe obje cijevi “dalekogleda”. Pola okreta je žica provučena kroz rupu jedne cijevi "dvogleda". Za stol
Sažeto su prikazane mogućnosti transformatora koji se mogu implementirati na ove cijevi.

Tablica sažima opcije za transformatore koji se mogu koristiti na ovim cijevima.

Kao što vidite, dobiva se vrlo širok izbor omjera otpora. Transformator s omjerom 1:1 - poput prigušnice, uravnotežuje struje u krakovima antene i potiskuje struju uobičajenog načina u pletenici kabela za napajanje. Ostali transformatori, osim ovoga, također transformiraju otpore. Što trebate uzeti u obzir pri odabiru broja zavoja? Uz sve ostale uvjete jednake, transformatori s jednim zavojnim primarnim namotom imaju približno četiri puta veću donju granicu propusnog pojasa u usporedbi s dvozavojnim primarnim namotom, ali je i gornja frekvencija propusnog pojasa puno viša. Stoga je za transformatore koji se koriste u rasponima od 160 m i 80 m bolje koristiti opcije s dva zavoja, a od 40 m i više - opcije s jednim zavojem. Poželjno je koristiti cjelobrojne vrijednosti za broj zavoja ako je poželjno održati simetriju i razmaknuti stezaljke za navijanje na suprotnim stranama "dalekogleda".

Što je veći omjer transformacije, to je teže dobiti široku propusnost, budući da se induktivitet rasipanja namota povećava. Može se kompenzirati spajanjem kondenzatora paralelno s primarnim namotom, odabirom njegovog kapaciteta na minimalni SWR na gornjoj radnoj frekvenciji.

Za namotaje obično koristim žicu MGTF-0,5 ili tanju ako potreban broj zavoja ne stane u rupu. Unaprijed izračunam potrebnu duljinu žice i odrežem je s rezervom. Čvrsto uvijam žicu primarnog i sekundarnog namota dok se ne namota na jezgru. Ako feritna rupa nije ispunjena namotima, bolje je zavoje uvući u termoskupljajuće cijevi odgovarajućeg promjera, izrezane na duljinu "dalekogleda", koje se nakon završetka namatanja skupljaju sušilom za kosu. Čvrsto pritiskanje zavoja namota jedan na drugi proširuje širinu pojasa transformatora i često eliminira kompenzacijski kondenzator.

Treba imati na umu da pojačani transformator može raditi i kao silazni transformator, s istim omjerom transformacije, ako je invertiran. Namoti namijenjeni za spajanje na otpore niskog otpora moraju biti izrađeni od ekranske "pletenice" ili nekoliko žica spojenih paralelno.

Transformator se može provjeriti pomoću SWR mjerača tako da se njegov izlaz postavi na neinduktivni otpornik odgovarajuće vrijednosti. Granice pojasa određene su dopuštenom razinom SWR-a, na primjer 1.1. Gubitak koji unosi transformator može se izmjeriti mjerenjem prigušenja uzrokovanog dvama identičnim transformatorima spojenim u seriju tako da ulaz i izlaz imaju otpor od 50 ohma. Ne zaboravite rezultat podijeliti s 2.

Nešto je teže procijeniti karakteristike snage transformatora. To će zahtijevati pojačalo i ekvivalentno opterećenje koje može podnijeti potrebnu snagu. Koristi se isti krug s dva transformatora. Mjerenje se provodi na nižoj radnoj frekvenciji. Postupno povećavajući CW snagu i održavajući je oko minutu, ručno određujemo temperaturu ferita. Razina na kojoj se ferit počinje malo zagrijavati u minuti može se smatrati maksimalno dopuštenom za određeni transformator. Činjenica je da kada radi ne na ekvivalentnom opterećenju, već na stvarnoj anteni koja ima reaktivnu komponentu ulazne impedancije, transformator također prenosi jalovu snagu, što može zasititi magnetsku jezgru i uzrokovati dodatno zagrijavanje.

Slike prikazuju primjere praktičnih dizajna. Slika 5 prikazuje transformator s dva izlaza: 200 i 300 Ohma.

sl.2. Transformator 50:110

sl.3. Transformator 50:200

sl.4. Transformator 50:300

sl.5. Transformator 50:200/300

Transformatori se mogu postaviti na PCB odgovarajuće veličine,
štiteći ga od oborina na bilo koji praktičan način.

Vladislav Ščerbakov, RU3ARJ

info - http://cqmrk.ru

Pozdrav dragi prijatelji. S vama je Timur Garanin, a danas ćemo govoriti o uređajima za pristajanje, točnije o balunima i transformatorima otpora.

Ali prvo, shvatimo koje vrste linija postoje. Linije mogu biti simetrične i asimetrične. Simetrična linija- ovo je linija čiji su vodiči isti.

Prema tome, asimetrični vod sastoji se od vodiča različitih oblika i karakteristika.

Izvrstan primjer uravnotežene linije je upredena parica. Ali koaksijalni kabel je klasičan primjer neuravnotežene linije.

Što je koristan signal i smetnje u vodovima? Koristan signal ako ga u najkraćem opišete jednostavnim riječima, je struja koja teče u suprotnim smjerovima u vodičima voda. Budući da teče u suprotnim smjerovima, kada je krug zatvoren na teretu, bez problema se ispušta u njega.

Linijski šum je struja koja teče u istom smjeru u oba vodiča. Kada je strujni krug zatvoren na teretu, struje iz ovih vodiča se oduzimaju i ne puštaju se na teret.

U teoriji je sve lijepo, ali u praksi postoje nijanse.

Obje vrste vodova, simetrične i asimetrične, prilično su otporne na magnetsku komponentu interferencije koja dolazi na te vodove. Linije magnetskog polja, prelazeći oba vodiča linije, pobuđuju u njima struje jednake jakosti koje teku u istom smjeru. Stoga se oduzimaju pri opterećenju.

S električnom komponentom smetnji sve je puno zanimljivije. Ako je linija simetrična, tada vanjsko električno polje djeluje istodobno na oba vodiča gotovo jednako. Posljedično, pobuđuje struje u oba vodiča iste jakosti i smjera. Simetrična linija, kao što je upredena parica, vrlo je otporna na vanjska električna polja.

S asimetričnom linijom situacija je radikalno drugačija. Pogledajmo pobliže uređaj koaksijalni kabel. Pletenica kabela, vanjski vodič, zapravo je Faradayev kavez. To znači da vanjsko električno polje ne može utjecati na središnji vodič koaksijalnog kabela. To jest, vanjsko električno polje ne pobuđuje struju u središnjem vodiču kabela. Ali u samoj pletenici, odnosno u vanjskom vodiču kabela, pod utjecajem vanjskog električnog polja, naboji se raspoređuju kako se i očekivalo. Vanjsko izmjenično električno polje pobuđuje pravi eshelme beshelme u pletenici koaksijalnog kabela. Pletenica kabela djeluje kao antenski lim.

Kao rezultat toga, dobivamo situaciju u kojoj šum uzrokuje struju samo u jednom vodiču linije. To znači da se ovaj signal ne oduzima pri učitavanju, već se dodjeljuje.

Ovdje dolazi glavni zadatak. Kako odvojiti korisni signal od smetnji?

Baluni će nam priskočiti u pomoć. Balun je skraćenica za na engleskom uravnotežen/neuravnotežen. Što u biti otkriva svrhu ovog uređaja, spojiti simetrično opterećenje na asimetrični vod.

Najjednostavniji balun je prigušnica, induktivni filtar. To može biti feritni toroid na koji je namotano nekoliko zavoja kabela ili feritni zasuni postavljeni preko kabela.

Princip njegovog rada je jednostavan, kao i svaki induktivni filter. Korisni signal, čija je amplituda ista u oba vodiča kabela, ne stvara magnetsko polje, jer struja teče u vodičima u suprotnim smjerovima. A budući da ne stvara magnetsko polje, induktivni filtar mu nije prepreka, a korisni signal mirno prolazi kroz filtar.

Ali ako signal dolazi samo iz jednog vodiča kabela, au drugom vodiču nema signala suprotnog smjera i jednake amplitude, tada taj signal u jednoj žici stvara magnetsko polje. Induktivna reaktancija filtra predstavljat će veću prepreku smetnjama, a smetnje neće moći proći kroz balun.

Gdje treba postaviti balun na kabelu? Ako radimo na prijenosu, filtar se mora postaviti izravno ispred antene tako da smetnje inducirane na kabelu ne zrači antena. Ako radimo za prijem, tada se balun mora postaviti ispred ulaza prijemnika kako bi se spriječio prolaz smetnji do stupnja pojačala.

U svakom slučaju, balun stabilizira parametre već konfiguriranog sustava i sprječava njihovu promjenu pod utjecajem vanjskih čimbenika.

Druga popularna vrsta uređaja za usklađivanje nalik balunu su otpornički transformatori. U najjednostavnijem slučaju, oni su dizajnirani točno kao naponski transformatori. No imajte na umu da je omjer transformacije otpora jednak kvadratu omjera transformacije napona. Postoji veliki izbor otporničkih transformatora, sa i bez galvanske izolacije, na feritima i u zraku. Ali cilj svih transformatora otpora je isti - uskladiti karakterističnu impedanciju voda s impedancijom antene.

Kada kupujete antenu, često možete pronaći malu kutiju uključenu u nju. Što mislite što je to i što je u ovoj kutiji? Ovo nije ništa više od jednostavnog uređaja za usklađivanje. Ponekad se unutar njega nalazi feritni balun, a ponekad jednostavno tiskani transformatori, odnosno transformatori od ravnih tragova. Otporni transformatori su prilično česti. Ravni tiskani transformatori rade potpuno isto kao i obični. feritni transformatori. Budući da je frekvencija antena relativno visoka, čak i dvije staze koje se nalaze jedna pored druge na ploči već rade kao transformator.

Izvucimo zaključke:

1. Neuravnoteženi vodovi potencijalno su osjetljivi na smetnje iz izvora izmjeničnog električnog polja

2. Za odvajanje korisnog signala od smetnji koriste se baluni i jednostavni induktivni filtri

3. Kako bi se karakteristična impedancija voda uskladila s karakterističnom impedancijom antene, često se koriste otpornički transformatori

4. Baluni i otpornički transformatori mogu se izraditi na feritnoj jezgri, zraku ili čak PCB-u

To je sve za danas. Ako mislite da je video bio koristan, lajkajte ga i podijelite s prijateljima. Pišite pitanja i prijedloge u komentarima. Sretno svima!

Transformator je uređaj čija je zadaća promijeniti napon izmjenične struje u izmjeničnu struju drugog napona. Takvi pretvarači sastavni su elementi raznih električnih sustava kao što su:

zavarivači;
uređaji za grijanje;
ispravljački uređaji.

U ovom ćemo članku govoriti o takvoj vrsti transformatorskog uređaja kao što je odgovarajući transformator.

Suština i princip rada

Prilagodni transformator (u daljnjem tekstu CT) koristi usklađivanje impedancije različitih dijelova strujni krug tijekom transformacije i prijenosa električnih signala. Transformatorski uređaji usklađuju izvor dolaznog signala s ulaznom impedancijom stupnja u pojačalima s niske frekvencije(ULF).

Niskofrekventna pojačala su uređaji koji povećavaju frekvencije električnih valova do frekvencijskog raspona koji čovjek može čuti (20 Hz - 20 kHz). Takva se pojačala koriste kao zaseban uređaj ili se koriste kao dio složenijeg.

Primjeri uređaja s pojačalom:

mikrofon;
TELEVIZOR;
radio, itd.

Suština ST je sljedeća: uređaj sadrži podlogu od dielektričnog materijala i feritnu ploču koja ima disperziranu magnetsku permeabilnost na radnim frekvencijama. Na strani podloge okrenutoj prema ploči nalaze se 1., 2., 3. vodič, u obliku slova U. Na stražnjoj strani podloge nanesena je metalizacija koja ima dva razmaka u obliku slova „U“.

ST se sastoji od:

1. Dielektrična podloga; 2-4. dirigenti; 5. Trakasti vodič; 6. Metalizacija; 7. Kontura proreza; 8. Feritne ploče; 9. Metalizacija; 10–11. praznine; 12-13 (prikaz, stručni). Pomoćna područja utora.

Riža. 1 Crtež usklađenog transformatora

Princip rada je:

Primarni namot 4 prima ulazni signal. Ploča 8 i metalizacija 6 igraju ulogu spojne veze između vodiča 2-4.
Zatim se uvode novi elementi:
1. s jedne strane nalazi se vodič 4 dielektrične podloge;
2. s naličja – metalizacija.

Prebacivanje vodiča 2-4 osigurava dvostruko smanjenje frekvencije. Ova verzija CT konfiguracije postaje jednostavnija, nema kontakta između slojeva. Odgovarajući uređaj može se izvesti kao fragment tiskane pločice kompliciranijeg sklopa.

Oblikovati

Uređaji ove vrste u svojim konfiguracijama koriste niz osnovnih elemenata kao što su:

magnetski vodič;
kućište za okrete;
sami namoti;
ostali pomoćni elementi (fragmenti za pričvršćivanje, sredstva za zaštitu transformatora).

CT su napravljeni od magnetskih vodiča Visoka kvaliteta. Postoje sorte malih i velikih veličina.

Značajke dizajna ST male veličine:
1. jezgrene ploče ne zahtijevaju dodatnu izolaciju;
2. Svaka ploča ima oksidni film, koji čini izolaciju.
CT velike veličine:
1. jezgrene ploče su izolirane premazivanjem jedne strane izolacijskim lakom;
2. uređaji ove konfiguracije koriste se pri naponima po zavoju reda manjim od desetinki volta ili višim.

Slika 2. Prilagodni transformator

Namoti oko magnetske jezgre obično su namotani od izolirane bakrene žice okruglog presjeka. Pravokutni vodič se koristi kada se koristi veliki presjek, oko 5-10 mm2.

Kućište takvog transformatora često je cilindrično. Ovaj dizajn je lakši za proizvodnju i ima manji induktivitet curenja.

Jezgra se bira prema 2 kriterija:

strukturna konstanta karakteristika niske frekvencije, koji određuje indikator frekvencije uređaja na niskim frekvencijama;
proračunska konstanta magnetske indukcije, koja određuje amplitudu komponente magnetske indukcije na najnižoj frekvenciji.

Veličina jezgre odabire se uzimajući u obzir projektnu konstantu nižih frekvencijskih vrijednosti, kao i konstantnu vrijednost magnetske indukcije u jezgri.

Materijal jezgre odabire se na temelju vrste transformatora, uzimajući u obzir njegovo radno okruženje, stupanj istrošenosti, kao i značajke dizajna i ekonomske troškove.

Vrste transformatora prilagodbenog signala

Ovisno o primjeni, vanjskim čimbenicima i zahtjevima opreme, postoje mnoge vrste električnih pretvarača. Pogledajmo primjere TOT, TOL i TVT modela.

Transformatorski uređaji tipa TOT

Objašnjenje kratice:

T - "transformator";

O – “konačno”;

T - "tranzistor".

Dizajniran za rad u hladnim klimatskim uvjetima na temperaturama (-60… +90 °C), s velikom vjerojatnošću trošenja i relativnom vlagom ~93 – 96%.

Riža. 3 Vrsta transformatora tipa TOT

Riža. 3. demonstrira tehničke karakteristike uređaja, s oznakom glavnih projektnih parametara.

Projektne dimenzije prikazane su u tablici 1. Proizvodnja ovih vrsta transformatorskih uređaja koristi Moderna tehnologija proizvodnja na tiskane ploče s punjenjem; osim toga, upotreba laka omogućuje vam suzbijanje vremenskih i mehaničkih utjecaja.

Tablica 1. Strukturne dimenzije pretvarača tipa TOT.

Transformatorski uređaji tipa TOL

Objašnjenje kratice:

T - "transformator";

O – “konačno”;

L - "svjetiljka".

Uređaji ove vrste prikladni su za rad u relativno hladnim, tropskim klimatskim uvjetima, s velikom vjerojatnošću trošenja na temperaturama (-50 ... +130 ° C) i relativnoj vlažnosti ~ 96 - 100%.

Riža. 4 Vrsta transformatora tipa TOL

Na sl. 4. Slike uređaja prikazane su s različiti tipovi i oznake glavnih projektnih parametara.

Tablica 2. Prihvatljive vrijednosti pretvarača tipa TOL.

Proizvodnja TOL uređaja osigurava rad bez oštećenja namota, a također eliminira pojavu korozije na čeličnim dijelovima. Osim toga, takvi su uređaji vrlo otporni na visoke temperature, mehaničko naprezanje i dug radni vijek.

Transformatorski uređaji tipa TVT

Objašnjenje kratice:

T - "transformator";

B – “ulaz”;

T - "tranzistor".

Takvi CT-ovi se proizvode u malim dimenzijama i koriste se u umjereno hladnim klimatskim uvjetima. Radna temperatura varira (-60… +85°S), vlažnost je manja od 95%. Pri takvim temperaturnim promjenama postoji mogućnost djelomičnog trošenja transformatora.

Riža. 5 Vrsta transformatora tipa TVT

Tablica 3. Strukturne dimenzije pretvarača tipa TVT

Strukturna značajka okvira pruža dodatnu krutost putem montažnih klinova. Preporuča se da područje između zavoja bude oko 2,5 - 3,0 mm. Tijekom proizvodnje koriste se magnetski vodiči u obliku šipki s visokom magnetskom propusnošću (čelični razredi - 79NMA i 50N), kao i visokom stopom indukcije tehničke zasićenosti.

Na kraju vrijedi napomenuti da uređaji s prilagodbenim transformatorom prije puštanja u rad moraju proći potrebna ispitivanja i imati jamstvo za daljnji servis. Uvjet koji je neophodan za osiguranje odgovarajućeg stupnja pouzdanosti je implementacija ograničenja prenapona, budući da tijekom rada CT može biti izložen većim opterećenjima i imati veću vjerojatnost trošenja od onih provedenih u preliminarnim ispitivanjima.

Video o transformatoru prilagodbe

Moje posljednje publikacije o HF antenama potaknule su brojna pitanja među mnogim čitateljima o dizajnu transformatora i prigušnica koje se u njima koriste.

Ovo pitanje je dobro obrađeno u radioamaterskoj literaturi i brojnim člancima i, čini se, ne zahtijeva daljnji komentar.

Domaći širokopojasni baluni i transformatori na feritnim cijevima

Sada su se u prodaji pojavile feritne cijevi stranih tvrtki s dobrim karakteristikama,
posebno FRR-4.5 i FRR-9.5, dimenzija dxDxL od 4.5x14x27 odnosno 9.5x17.5x35. Potonje cijevi korištene su kao prigušnice za suzbijanje buke na kabelima koji povezuju jedinice računalnog sustava s monitorima na katodnim cijevima. Sada se masovno zamjenjuju matričnim monitorima, a stari se bacaju zajedno s feritima.

Sl. 1. Feritne cijevi FRR-9.5

Od raznih širokopojasnih transformatorskih krugova koristio sam najjednostavniji, s odvojenim namotima, čiji zavoji imaju dodatnu vezu zbog gustog uvijanja vodiča među sobom, što omogućuje smanjenje induktiviteta curenja i time povećanje gornje granice radnog frekvencijskog pojasa. Jedan zavoj ćemo smatrati žicom provučenom kroz rupe obje cijevi “dalekogleda”. Pola okreta je žica provučena kroz rupu jedne cijevi "dvogleda". Za stol
Sažeto su prikazane mogućnosti transformatora koji se mogu implementirati na ove cijevi.

Tablica sažima opcije za transformatore koji se mogu koristiti na ovim cijevima.

Broj zavoja primarnog namota	Broj zavoja sekundarnog namota	Omjer transformacije napona	Omjer transformacije otpora	Omjeri otpora s izvorom od 50 ohma
1	1	1:1	1:1	50:50
1	1,5	1:1.5	1:2.25	50:112.5
1	2	1:2	1:4	50:200
1	2.5	1:2.5	1:6.25	50:312.5
1	3	1:3	1:9	50:450
1	3.5	1:3.5	1:12.5	50:625
2	1	1:0.5	1:0.25	50:12.5
2	1,5	1:0.75	1:0.56	50:28
2	2	1:1	1:1	50:50
2	2,5	1:1.25	1:1.56	50:78
2	3	1:1,5	1:2,25	50:112,5
2	3,5	1:1,75	1:3	50:150
2	4	1:2	1:4	50:200
2	4,5	1:2,25	1:5	50:250
2	5	1:2,5	1:6,25	50:312.5
2	5,5	1:2,75	1:7,56	50:378
2	6	1:3	1:9	50:450
2	6,5	1:3,25	1:10,56	50:528
2	7	1:3,5	1:12,5	50:625

Slike prikazuju primjere praktičnih dizajna. Slika 5 prikazuje transformator s dva izlaza: 200 i 300 Ohma.

sl.2. Transformator 50:110

sl.3. Transformator 50:200

sl.4. Transformator 50:300

sl.5. Transformator 50:200/300

Transformatori se mogu postaviti na PCB odgovarajuće veličine,
štiteći ga od oborina na bilo koji praktičan način.

Vladislav Ščerbakov, RU3ARJ