Обратите внимание! Особенности включения обмоток ВЧ трансформатора.

Как много нам открытий трудных ..... или Век живи, век учись и помрешь неучем :)

Вчера я получил от дядюшки Ху желто-белые кольца колечки:

Характеристики их я посмотрел на сайте: http://soundbarrel.ru/pitanie/prymohod.html.

Рис. 2. Данные ферритовых колец. (с указанного выше сайта)

Рис. 3. Мои кольца крупным планом.

В теории магнитная проницаемость кольца 75, но я решил проверить так ли это. Для этого я намотал на кольцо 24 витка провода ПЭЛ 0,33 и измерил индуктивность имеющимися у меня приборами.

Рис. 4. Измерение индуктивности.

Я не стал думать, какой из приборов пра, а взял среднее значение - 24 мкГн. Это значение и размеры кольца я ввел в программу Coil 32, выбрав в меню "найти проницаемость неизвестного ферритового кольца". И вот результат.

Рис. 5. Результат расчета проницаемости катушки.

Практически точно, как в теории.

Для проверки полосы пропускания и потерь я намотал 4 трансформатора типа ШПТЛ 1:1.

Рис. 6. Трансформаторы 1:1.

Трансформаторы А и Б намотаны скрученными проводами ПЭЛ 0,33 и ПЭЛ 0,44 (для простоты определения обмоток - провода имеют разный цвет). А трансформаторы В и Г намотаны в 4 скрученных провода (каждая обмотка из двух параллельно включенных проводников). Почему в 4 провода? Просто, я подумал, что в ШПТЛ трансформаторах передача энергии происходит между проводниками, и, чем их больше, тем потери меньше.

Подключил я свой NanoVNA к колечку А. Измерительный диапазон от 1 до 30 МГц. Обмотки я подсоединил к прибору синфазно.

Рис. 7. Это из Интернета :)

Вот, что получилось:

Рис. 8. АЧХ трансформатора (рис. 6 А), синфазное включение обмоток.

Что-то великоваты потери на частоте 30 МГц для этого феррита. И что-то толкнуло меня подключить обмотки противофазно.

Рис. 9. АЧХ трансформатора (рис. 6 А), противофазное включение обмоток.

Оказалось, что разница есть, и существенная! А ведь в большинстве схем, например балансных модуляторов указывается только фазировка только вторичных обмоток! Вот пример:

Рис. 10. Схема балансного модулятора (https://studfile.net/preview/5240160/page:10/)

А часто вообще про это забывают.

Рис. 11. Схема кольцевого смесителя (https://pandia.ru/text/77/132/922.php)

Есть сведения только у серьезных авторах, например у Реда.

Рис. 12. Схема кольцевого смесителя из книги Э. Т. Реда "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника."

А вот эта схема меня и озадачила: Ред советует включать первичную и вторичную обмотки синфазно.

Может это только сданным трансформатором? Проверим. Подключил следующий трансформатор (рис. 6 Б) с мЕньшим количеством витков.

Рис. 13. Синфазное и противофазное включение обмоток.

Рис. 14. АЧХ трансформатора (рис. 6 Б), при синфазном (слева) и противофазном включение обмоток.

В этом случае разница между синфазным и противофазным включением обмоток не так велика. Отметим, что по сравнению с трансформатором (рис. 6 А) потери на низких частотах заметно больше.

Теперь подключаю трансформатор (рис. 6 В), намотанный в 4 проводника.

Рис. 15. АЧХ трансформатора (рис. 6 В), при синфазном (слева) и противофазном включение обмоток.

Вот уж тут разница бросается в глаза. При синфазном включении видим провал на частоте 21,8 МГц до уровня - 18 дБ. При противофазном включении обмоток АЧХ практически равномерна в диапазоне от 1 до 21 МГц, при этом потери в этом диапазоне менее 0,3 дБ. Провал АЧХ сместился на частоту 29,7 МГц, и глубина его достигает - 35 дБ.

Следующий трансформатор (рис. 6 Г).

Рис. 16. АЧХ трансформатора (рис. 6 Г), при синфазном (слева) и противофазном включение обмоток.

И опять, в случае синфазного включения обмоток АЧХ имеет бОльшую неравномерность, чем в случае их противофазного включения, когда неравномерность в полосе 3,5 - 30 МГц не превышает 0,2 дБ, а потери в этом диапазоне не более 1,5 дБ. Но имеют место быть потери на частоте 1 МГц порядка 3 дБ.

Если 27 витков (рис. 6 В) - много, а 12 витков (рис. 6 Г) - мало, то нужно подобрать количество витков. Я уменьшил количество витков с 27 до 22-х, а затем до 18-ти.

Рис. 17. АЧХ трансформатора с количеством витков 22 (слева) и 18 (справа)

Ну вот, при количестве витков 18 АЧХ стала хорошей: неравномерность в полосе 1,7 - 29.3 около 2 дБ, потери в этой полосе - менее 0,7 дБ.

Для сравнения я взял зеленое кольцо 10х6х5. Обмотка в 4 провода ПЭЛ 0,15, количество витков - 15.

Рис. 18. Трансформатор на зеленом кольце.

Рис. 16. АЧХ трансформатора на зеленом кольце при синфазном (слева) и противофазном включение обмоток.

Тенденция, однако! Не могу не верить Реду, но, что вижу, то и пою.

Всем здоровья и успехов.