Ферритовые кольца для ШПТ в РА

[EW7DK]

подскажите как рассчитать проницаемость трансфлюктора по измеренной индуктивности? на рынке сказали 2000нн но похоже вч, так как в усилителе сильнейший завал по 160-80м

[UN7CI]

От количества отверстий проницаемость феррита не меняется.
Измеряйте как обычное кольцо с контрольной обмоткой в одно отверстие.

[LY3BG]

Приветствую Валентин,
Как обещал, мысли прочитав твою статью „ВЧ трансформаторы на ферритовых магнитопроводах“ в журнале „Радио“ 2007-3. Может и другим будет полезно почитать.

Первое, что бросается в глаза, ты не верно определил трансформаторы на длинных линиях (ТДЛ). Обмотки ТДЛ мотают двумя проводами, линией соответствующего волнового сопротивления. На одном сердечнике может быть несколько обмоток, но они все должны быть выполнены линией соответствующего волнового сопротивления, которое зависит от сопротивления нагрузки, согласованы по фазе и напряжению. Трансформаторы, которые мотаются не линией, нельзя назвать ТДЛ. Про ТДЛ у тебя в статье ничего не написано. А ТДЛ широкополоснее, их рабочая полоса достигает 10 октав. Многообмоточные ТДЛ имеют меньше потери сравнительно с теми, которые выполнены на отдельных сердечниках.

Как нижняя, так и верхняя частоты работы трансформаторов зависит от индуктивности обмоток, это касается всех типов трансформаторов. Оптимальную индуктивность обмоток трансформатора указал Э. Рэд и я не вижу основания этому не верить. Если индуктивность сделать меньше, рабочая полоса трансформатора сдвинется вверх по частоте, если ниже – вниз. При сопротивлении нагрузки 50ом и минимальной частоте 1,8МГц индуктивность обмотки должна быть около 18-20мкГ. Такую индуктивность получим напр. намотав на кольцевом сердечнике К10х5х3 проницаемостью 2000 5 витков.

Теперь про трансформаторы типа бинокль. Почему ты решил, что сердечник не замкнутый? Кольцо замыкает магнитный поток, в этом его и есть преимущество. Трубка (длинное кольцо) тоже ведь замкнута. Берём длинное кольцо (трубку), мотаем обмотки, ломаем его пополам и получаем бинокль. Вот так-то, бинокль в принципе не отличается от кольца, только в нём паразитная индуктивность сведена на минимум, так как практически вся обмотка находится внутри кольца.
Ты верно указал, что ферриты с большой проницаемостью прекрасно работают в качестве сердечников низкоомных ВЧ трансформаторов. Но тут следует разобраться точнее.
От куда пошёл слух, что в трансформаторах на ДЛ и типа бинокля сердечник нужен только для обеспечения требуемой индуктивности и через него не течёт магнитный поток Ф, я не знаю. Скорее всего кто-то не правильно перевёл с английского. Но это не верно.
Допустим, мы имеем фазоинвертор на ТДЛ. На обмотке 1-3 напряжение будет такое же, как на входе, так как точки 2 и 3 по ВЧ имеют одинаковый потенциал. А если на обмотке существует напряжение, то по сердечнику течёт магнитный поток. И никому не интересно, как выполнены обмотки, просто проводом или линией определённого волнового сопротивления. Правило простое - если есть напряжение, течёт магнитный поток. Это относится и другим трансформаторам на ДЛ, и это надо учитывать мотая многообмоточный трансформатор, так как магнитная индукция должна иметь одинаковую величину и направление для каждой обмотке.
Что касается мощных трансформаторов типа бинокль, то даже вопросов не должно возникать, обычно напржение на 1 виток большое, индукция сердечника большая и может достичь насыщения, что влечёт за собой перегрев, плохой КПД и искажение сигнала. Магнитная индукция рассчитывается по приложенной формуле из книги Э. Рэда „Справочное пособие по ВЧ технике“, стр. 198.
Тут есть аналогия с сетевым трансформатором, если количество витков первичной обмотки будет не достаточное, сердечник будет входить в насыщение и трансформатор будет нагреваться. Поэтому количество витков мощного трансформатора должно рассчитываться так, чтоб сердечник не насыщался. Но с увеличением количества витков увеличивается индуктивность обмотки, которая, как я уже писал, для оптимальной рабочей полосы трансформатора должна иметь определённую индуктивность. Из-за этого приходится снижать проницаемость сердечника. И получается, что ферриты с проницаемостью 10000 не очень пригодны для мощных ВЧ трансформаторов.
Обрати внимание на то, что магнитная индукция зависит от напряжения на один виток, а не от мощности, передаваемой трансформатором. Поэтому при больших сопротивлениях при той же мощности надо увеличивать количество витков.
Ради интереса, сделай трансформатор 1:1 на сердечнике, который показан в рис. 4 твоей статьи. Пусть первичная и вторичная обмотки будут по 1 витку, ты писал, что КСВ получается хороший и на 160 м. Попробуй трансформировать 1кВт на 160 или 80 метров...

[RZ3DK]

Сообщение от LY3BG

не верно определил трансформаторы на длинных линиях (ТДЛ)

Ну, вообще-то, я их и не определял. Только указал как один из типов ШПТ, перечисляя их. И не про них речь в статье.
Но, уж если за них разговор зашел, то не всегда В ТДЛ линия реализуема. Для низких импедансов, например менее 10 ом, линию требуется выполнять из медных шин. В р\любительской практике это не всегда (да и не везде) можно выполнить.
Что касаемо Рэда, так я его, кажется, и не опровергал. Кроме известной тебе схемы. В чем мы с тобой и сошлись во мнениях.

трансформаторы типа бинокль. Почему ты решил, что сердечник не замкнутый? Кольцо замыкает магнитный поток,

А вот тут я с тобой не согласен.

Берём длинное кольцо (трубку), мотаем обмотки, ломаем его пополам и получаем бинокль.

Нет так не получишь "бинокль". У него другое конструктивное исполнение. И он ПРАВИЛЬНО называется трансформатор с внешним витком. А, "сломав" трубку, ты получишь что-то подобное Ш-сердечнику. А там обмотки как хочешь можно выполнить. И снаружи, и внутри. В "биноклях" обмотки выполняются только внутри. Иначе работа тр-ра будет происходить по другому алгоритму.

Допустим, мы имеем фазоинвертор на ТДЛ

Ну а дальше твои рассуждения уже идут с точки зрения ТДЛ на кольцах - при замкнутом сердечнике. У тебя все верно. Но, ты напрочь отвергаешь "бинокль" как отдельный вид трансформаторов. Вот отсюда у нас с тобой и расхождения - в подходе к типу тр-ра. Я не оспариваю твои выводы. Но, очень многое из них к "биноклю" не подходит. Как и критерии мощности, так и критерии насыщения сердечника.
ШПТ с внешним витком - ТОКОВЫЙ трансформатор. И работает он на мизерных импедансах с большими токами. И ты прекрасно знаешь, что транзисторные мощные каскады выполняются с применением именно "биноклей". И нигде ни за рубежом, ни у нас никто не ставит на мощный токовый выход обычные ТДЛ на кольцах. Выполняется это только на "биноклях". Хотя ты и оспариваешь их преимущество перед ШПТ на кольцах.
Кстати, очень многие так же "покупаются" на этом. Пытаясь применить тр-р с внешним витком ("бинокль") в цепях напряжения. Т.е. в цепях с высокоомными импедансами. Вот тут-то "бинокли" и проигрывают перед ТДЛ на кольцах. Но, при трансформации низких импедансов (единицы Ом), "бинокль" имеет неоспоримое преимущество. На кольцах такие тр-ры просто невыполнимы.

Сообщение от LY3BG

Пусть первичная и вторичная обмотки будут по 1 витку, ты писал, что КСВ получается хороший и на 160 м. Попробуй трансформировать 1кВт на 160 или 80 метров...

Опять неверно, хотя и предыдущая мысль правильная. Но, передергиваешь, дорогой. При витках 1:1 (по количеству) КСВ на 160 НИКОГДА не будет равным 1. Там не хватит индуктивности. И, для получения нужного ее значения, потребуется резкое увеличение как проницаемости, так и объема сердечника-"бинокля".
Ну и последнее. Насчет "мю" 10000.
Возьми ЛЮБОЙ кабельный ответвитель с полосой 5-1000 мГц. Нигде ты там не найдешь сердечники с малым значением проницаемости. Это очень просто проверить

[LY3BG]

Сообщение от RZ3DK

Ну, вообще-то, я их и не определял. Только указал как один из типов ШПТ, перечисляя их. И не про них речь в статье.

Валентин, я рад, что ты так думаешь. Но из статьи понять можно по другому. Этот вопрос считаем закрытым.

Сообщение от RZ3DK

А вот тут я с тобой не согласен.
Нет так не получишь "бинокль". У него другое конструктивное исполнение. И он ПРАВИЛЬНО называется трансформатор с внешним витком. А, "сломав" трубку, ты получишь что-то подобное Ш-сердечнику. А там обмотки как хочешь можно выполнить. И снаружи, и внутри. В "биноклях" обмотки выполняются только внутри. Иначе работа тр-ра будет происходить по другому алгоритму.

Ну хорошо. Попробую по другому, видимо меня ты не понял. Наматываем обмотки, состоящие из одного витка. Берём чётное количество колец, продеваем через них провод. Если пустим ток, магнитный поток ведь будет замкнутый, как и у любого кольцевого сердечника. Теперь кольца складываем так, чтоб они лежали двумя столбиками рядом друг с другом. Что, это не трансформатор типа бинокль? Если нет, в чём разница? И принцип работы его не изменился, и магнитный поток замкнутый так как и перед сложением. Разница только в том, что входные и выходные контакты обмоток теперь рядом друг с другом. А если рассматривать его с многовитковым исполнением обмотки, то и паразитная индуктивность станет меньше, так как почти весь провод находится внутри кольца.
Кстати, можно также намотать обмотки и на Ш образный сердечник, принцип его работы не изменится. Представь себе, что берём не кольца, а прямоугольные, с прямоугольной отверстием ферритовые изделия и ложем рядышком. И получили Ш образный сердечник. Ведь так и сделан Ш образный сердечник, из двух О образных частей, и его площадь сечения среднего керна есть в два раза больше крайних. Чтоб для обеих половинок замкнутый магнитный поток проходил по одинаковой площади.
Только я и не понял, про какой внешний виток ты говоришь? Что это такое в трансформаторах типа бинокль?
Если я ещё не доказал, что бинокль это трансформатор на много колец и принцип его такой же, только конструктивно выполнен так, что получаем значительно меньшую паразитную индуктивность обмотки, попробуй доказать что это не так.

Сообщение от RZ3DK

Ну а дальше твои рассуждения уже идут с точки зрения ТДЛ на кольцах - при замкнутом сердечнике. У тебя все верно. Но, ты напрочь отвергаешь "бинокль" как отдельный вид трансформаторов. Вот отсюда у нас с тобой и расхождения - в подходе к типу тр-ра. Я не оспариваю твои выводы. Но, очень многое из них к "биноклю" не подходит. Как и критерии мощности, так и критерии насыщения сердечника.
ШПТ с внешним витком - ТОКОВЫЙ трансформатор. И работает он на мизерных импедансах с большими токами. И ты прекрасно знаешь, что транзисторные мощные каскады выполняются с применением именно "биноклей". И нигде ни за рубежом, ни у нас никто не ставит на мощный токовый выход обычные ТДЛ на кольцах. Выполняется это только на "биноклях". Хотя ты и оспариваешь их преимущество перед ШПТ на кольцах.

Я никогда неоспаривал этого. Трансформаторы типа бинокль, как я уже отмечал, имеют пониженную паразитную индуктивность обмоток, что особенно важно при маленьких импедансах. Хотя я видел такие трансформаторы в каком то трансивере в маломочном тракте, малюсенькие, выполнены на малюсеньких Ш образных сердечниках. Там нужно получить значительную индуктивность и я не сомневаюсь, что феррит там имеет большое мю.
Индукция сердечника такого трансформатора рассчитывается как и у кольцевого сердечника (или прямоугольного, разницы нет), если он состоит из двух длинных колец, длина которых равна длине полученных трубок. Если ты знаешь формулы другие, напиши их.

Сообщение от RZ3DK

При витках 1:1 (по количеству) КСВ на 160 НИКОГДА не будет равным 1. Там не хватит индуктивности. И, для получения нужного ее значения, потребуется резкое увеличение как проницаемости, так и объема сердечника-"бинокля".

Да, действительно ты пишешь про 2 витка, вернее, про 2х2 витка вторичной обмотки (1:4, 200ом). Ну попробуй такой с двумя витками, тоже интересно. Вот ты заговорил про объем, наверно имея ввиду площадь сечения. А увеличением площади сечения, как и увеличением количества витков, мы уменьшаем индукцию в сердечнике (см. формулу), а также увеличиваем индуктивность обмотки.

Сообщение от RZ3DK

Ну и последнее. Насчет "мю" 10000.
Возьми ЛЮБОЙ кабельный ответвитель с полосой 5-1000 мГц. Нигде ты там не найдешь сердечники с малым значением проницаемости. Это очень просто проверить.

Я никогда не разбирал кабельный ответвитель, я даже не знаю какой там сердечник, но всё логично. Сердечник там то маленький. Из-за этого для достижения требуемой индуктивности и феррит должен быть довольно большой проницаемости.

[RZ3DK]

2 киловатта, 1:9 (5:50 ом), до 120 мГц, К32х20х9 по 8 колец 2500НМС1-10а в каждом столбике.
Исполнение UA6CL.

[LY3BG]

Сообщение от RZ3DK

2 киловатта, 1:9 (5:50 ом), до 120 мГц, К32х20х9 по 8 колец 2500НМС1-10а в каждом столбике.

Итак мы имеем 3 витка на 50 ом нагрузку. Расчёт показывает, что индуктивность этой обмотки трансформатора будет около 300мкГ, что 10-13 больше требуемой при Fн=1,8 МГц. Зачем для наших нужд трансформатор, который уже нормально работает с 100-150кГц? А для повышения верхней рабочей частоты приходится применять довольно сложную конструкцию обмотки.
Если бы проницаемость колец было бы 200, индуктивность обмотки получалась бы оптимальной при Fн=1,8МГц и значительно поднялась бы верхняя рабочая частота трансформатора.
При 2кВт, трёх витках на 50ом и частоте 1,8Мгц магнитная индукция в феррите этого трансформатора В=240Гс. Такой уровень магнитной индукции, скорее всего, ещё находится в линейной области.
https://www.amidoncorp.com/specs/2-03.PDF
https://www.amidoncorp.com/specs/2-48.PDF

[RA3PKJ]

Люди, скажите - пригоден ли бинокль для трансформации 50 Ом в 1800 Ом в полосе 1,8...30 МГц ?
Или придётся делать обычный кольцевой трансформатор. Может на длиных линиях ?

[RK9UBN]

хочу собрать ум на irf510 но нет колец 2000нн есть на 2000нм что делать?rk9ubn

[RA3PKJ]

Сообщение от RA3PKJ

Люди, скажите - пригоден ли бинокль для трансформации 50 Ом в 1800 Ом в полосе 1,8...30 МГц ?

Цитирую самого себя.
Нет, не пригоден. До 1 кОм ведет себя хорошо, а выше реактивность слишком большая. Кольца 1500НН.

[RV3LE]

Сообщение от RK9UBN

хочу собрать ум на irf510 но нет колец 2000нн есть на 2000нм что делать?

Ставьте 1000НН если есть. А нет - так ставьте 2000НМ - работать будут так же, но только сильнее греться.