Как сделать широкополосный трансформатор

Бюллетень Си-Би №12 Декабрь 1997 г

Автор Владислав "Ребус" (3А13277)

В статье “Антенна Бевереджа”, опубликованной в №7 за 1997г., мы обещали опубликовать устройство согласующего трансформатора. По разным причинам эта публикация задержалась. Принося свои извинения за задержку, приводим его описание. Входное сопротивление антенны составляет 400-500 Ом, поэтому для согласования ее с кабелем 50 Ом используется трансформатор 1:9, принципиальная схема которого приведена на рис.1. (Э.Ред, Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике, “Мир”, М. 1990, с.12.)

Основные параметры трансформатора:

Полоса рабочих частот . 1 – 30 МГц,

КСВ в рабочей полосе частот . погрузил каждый из последовательно включенных резисторов в отдельную ячейку, заполненную водой. При таком варианте КСВ ухудшается незначительно (удалось получить КСВ около 1,5, что обеспечило безопасность усилителя, которым я пользовался при испытаниях трансформатора). В качестве ячеек хорошо подходит пластиковая форма из коробки с конфетами.

Сергей Макаркин, RX3AKT
Радио-Дизайн N 12

Те, кто часто заглядывает в книги Э Рэда "Схемотехника радиоприемников" и "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике", наверняка, обращали внимание на разделы посвященные широкополосным трансформаторам. В этих разделах приведено много схем трансформаторов и популярно объясняется принцип их действия. Однако, до сих пор в эфире можно услышать жалобы радиолюбителей на "непонятную" работу этих устройств. У одних они нагреваются даже при небольшой мощности, у других портят КСВ антенно-фидерного тракта, у третьих работают по-разному на разных диапазонах.

В чем тут загадка? Или Э Рэд напрасно назвал эти трансформаторы широкополосными и гарантировал их работу в пределах шести – десяти октав? Это значит, например, что трансформатор должен сохранять свои свойства, начиная, предположим, от 1 МГц до сотен мегагерц.

В последние годы многие из нас обзавелись современными импортными трансиверами. А кто-то даже "раскрыл" их передающие тракты, и получил возможность работать на передачу в непрерывном диапазоне частот от 1,5 МГц до 30 МГц. Процедура "раскрытия", в общем, не имеет практического смысла для работы в эфире, но зато дает возможность иметь под рукой мощный и удобный измерительный комплекс. Передатчик превращается при этом в высокостабильный ГСС, снабженный КСВ-метром. Кстати, мало кто задумывался, почему у импортных трансиверов гарантируется постоянное выходное сопротивление, равное 50 Ом и мощность во всем диапазоне частот.

Попробуйте догадаться "с двух раз", как такое возможно и каким путем достигается. Так вот, если пропустить сигнал через самодельный широкополосный трансформатор, нагруженный на резистор, сопротивление которого пропорционально квадрату коэффициента трансформации, то в зависимости от конструкции трансформатора, КСВ-метр трансивера покажет ужасающие цифры – от 2 до 5 и более. К тому же, эти цифры будут изменяться от частоты А при увеличении мощности сигнала будет наблюдаться разогрев сердечника. Одним словом, мы получим как раз то, о чем говорят в эфире. И, как бы мы не перематывали трансформатор, значительного улучшения его работы мы не получим.

Так, что же, все-таки наш "классик Рэд" был не прав? Вовсе нет! Это мы просто не дочитали, что он дальше там пишет. А пишет он о том, что необходимо компенсировать паразитные индуктивные составляющие комплексного сопротивления обмоток трансформатора. В принципе, хороший результат дает как последовательное включение подстроечных конденсаторов с обмотками трансформатора, так и параллельное.

Эффект напоминает резонанс – КСВ на входе цепи "трансформатор-нагрузка" имеет явный минимум при строго определенных значениях компенсирующих конденсаторов. Но в отличии от резонансной цепи эта цепь будет частотно-независимой. В трансформаторе резко уменьшаются потери. Например, ферритовое кольцо диаметром один сантиметр легко выдержит мощность в сотню ватт.

Обратные ссылки

• URL обратной ссылки
• Подробнее про обратные ссылки
• Закладки & Поделиться
• Отправить тему форума в Digg!
• Добавить тему форума в del.icio.us
• Разместить в Technorati
• Разместить в ВКонтакте
• разместить в Facebook
• Разместить в MySpace
• Разместить в Twitter
• Разместить в ЖЖ
• Разместить в Google
• Разместить в Yahoo
• Разместить в Яндекс.Закладках
• Разместить в Ссылки@Mail.Ru
• Reddit!

Digg

Del.icio.us

Technorati

Разместить в ВКонтакте

Разместить в Facebook

Разместить в MySpace

Разместить в Twitter

Разместить в ЖЖ

Разместить в Google

Разместить в Yahoo

Разместить в Яндекс.Закладках

Разместить в Ссылки@Mail.Ru

Reddit!

Берете какое нибудь кольцо. Проницаемость 400-1000. Скручиваете три провода и мотаете сколько нибудь витков (в зависимости от размеров кольца – если маленькое, то витков 10-15, если побольше, то витков меньше. Подключаете антенну и слушаете ее.
Если хочется проверить, то нужны приборы. Для полного счастья нужен АЧХ-метр для проверки частотных свойств, за неимением оного – ГСС и ВЧ вольтметр. Полное счастье включает в себя наличие КСВ метра, позволяющего мерять КСВ при малой мощности. Хотя обладание вышеперечисленными приборами позволяет оценить входное сопротивление Вашей приемной антенны с подключенным трансформатором.
На антеннах Бевериджа я использовал транс 1/9 на кольце с проницаемостью 400 и диаметром 20мм. 10 витков в 3 провода. При попытке померять КСВ видимо много вдули в него, в результате чего резистор на краю антенны выгорел. Заменили и не стали больше мерять. Проработала антенна всю зиму, потом убрали из за начала полевых работ. Длина была 300м, азимут 300 град. с учетом отсутствия индустриальных помех за городом все были очень довольны. Когда клепали карибов на 160 без напрягов, европейцы спрашивали на какой частоте DX передает. Ну то видимо такие европейцы были.

• Поделиться

• Поделиться этим сообщением через
• Digg
• Del.icio.us
• Technorati
• Разместить в ВКонтакте
• Разместить в Facebook
• Разместить в MySpace
• Разместить в Twitter
• Разместить в ЖЖ
• Разместить в Google
• Разместить в Yahoo
• Разместить в Яндекс.Закладках
• Разместить в Ссылки@Mail.Ru
• Reddit!

Спасибо за ответ.
С приборами проблем нет, но есть проблемы с следующим:
– при изготовлении трансформатора по классике (из Реда) он категорически отказывается работать выше 5MHz, хотя и включены компенсирующие емкости.
– никак не могу добится 50ом на входе (как заколдованный имеет 68..70ом)

И пара вопросов по использованию вами Бевериджа:
– как выполняли заземление
– на какой высоте от земли исполняли Беверидж
– влияние каких предметов у вас сказывалось на работу Бевериджа
– имели ли опыт использования переключаемых Бевериджей
– не могли бы поделится опытом процесса настройки
– самый интересный вопрос: – "передающая антенна была?"

Я хочу попробовать использовать Беверидж в городе (на своем QTH) и за ним, готовлюсь к WW CQ DX CW, а то в прошлом году (как ни странно) меня с /QRP азия слышала на 58, а я ее на 52..53.

С наилучшими пожеланиями.

• Поделиться

• Поделиться этим сообщением через
• Digg
• Del.icio.us
• Technorati
• Разместить в ВКонтакте
• Разместить в Facebook
• Разместить в MySpace
• Разместить в Twitter
• Разместить в ЖЖ
• Разместить в Google
• Разместить в Yahoo
• Разместить в Яндекс.Закладках
• Разместить в Ссылки@Mail.Ru
• Reddit!

Первоначальное сообщение от And.N
RA4AJF

Спасибо за ответ.
С приборами проблем нет, но есть проблемы с следующим:
– при изготовлении трансформатора по классике (из Реда) он категорически отказывается работать выше 5MHz, хотя и включены компенсирующие емкости.
– никак не могу добится 50ом на входе (как заколдованный имеет 68..70ом)

И пара вопросов по использованию вами Бевериджа:
– как выполняли заземление
– на какой высоте от земли исполняли Беверидж
– влияние каких предметов у вас сказывалось на работу Бевериджа
– имели ли опыт использования переключаемых Бевериджей
– не могли бы поделится опытом процесса настройки
– самый интересный вопрос: – "передающая антенна была?"

Я хочу попробовать использовать Беверидж в городе (на своем QTH) и за ним, готовлюсь к WW CQ DX CW, а то в прошлом году (как ни странно) меня с /QRP азия слышала на 58, а я ее на 52..53.

С наилучшими пожеланиями.

По поводу 50 Ом. Во первых нужно ли точно 50 Ом? Заколдованные 68-70 это очень неплохо. К тому же это могут быть огрехи измерений. Если Вы применяли для измерений какой нибудь МЛТ 450 Ом, то у этого номинала уже достаточная индуктивность. Я обычно делаю так:
Изготавливаю два индентичных трансформатора. К низкоомной стороне подключаю ГКЧ, потом к высокоомной высокоомную же сторону второго трансформатора (паровоз получается) и к низкоомной стороне второго транса – 50 омную детекторную головку. При этом видно АЧХ и потери в двух трансах, которые надо разделить попалам для получения искомого результата.

Компенсирующие емкости никогда не использовал. Просто надо выбрать компромис между ВЧ и НЧ диапазонами и не стремиться сделать транс ну очень широкополосным.

О Бевериджах. Высота была примерно 1.5-1.8 м. Материал – расплетенная полевка П-274. Заземление – стальной уголок или труба длиной около 1м.
Влияние камышей ощутил один раз. Сделали Беверидж на NA получился длиной ок. 180м, даже меньше. Дальше озеро мелкое и поросшее камышом. Ночь послушали – как то работает. На следующее утро решили продолжить. Потянули через озеро
Получилось метров 500. Ночью послушали, стали стало хуже. С одной стороны под проводом хорошая земля в виде воды, чего такие антенны не любят, с другой стороны камыши. Как то RA3AUU писал о том как он тянул Бевериджи через кукурузное поле, будучи в гостях у ON4IN, тоже говорит что не работает эта штука в куширях.

В качестве передающей хватило одного спаленного нагрузочного резистора при попытке померять КСВ (наверно забыли мощу убрать). Это был первый мой Беверидж. Тогда помню даже с питающей стороны заземление подключили к противовесам GP. Потом не стали этого делать, хотя в тот раз никакого криминального воздействия GP не обнаружили, она все таки получилась позади. Переключаемые не пробовали, руки пока не дошли.