Широкополосный согласующий трансформатор сопротивлений 1:9

Новости

Новогодняя распродажа!!!
Только до 24 декабря!!!
Специальные новогодние цены
на автомобильные рации и антенны

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 ...........<1,1,

Потери ............................................< 0,3 дБ,

Допустимая мощность ...................... 100 Вт.

Рис.1. Схема трансформатора НН 1:9. (Буквы НН в обозначении трансформатора означают несимметричный вход и выход.)

Трансформатор выполнен на сердечнике, состоящем из двух сложенных вместе ферритовых сердечников типоразмера К32х20х10 из материала 600НН. Могут быть использованы сердечники из материалов 1000НМ, 2000НМ (потери будут чуть выше) или 100НН (нижняя частота рабочей полосы частот увеличится до 5-6 МГц). Размер сердечника также не очень критичен. Сердечники больших типоразмеров могут быть с успехом использованы, но верхняя частота рабочей полосы частот при этом снизится пропорционально увеличению длины обмоток.

Обмотка выполнялась трехпроводной линией: двойным телефонным проводом (“лапша”) шириной 6 мм, под которым укладывался третий провод, диаметром 0,5 мм в лаковой изоляции. Обмотка содержит 6 витков.

Можно использовать и обычную телефонную “лапшу”, но она из-за своей жесткости требует больше терпения при укладке обмотки на сердечник.

Перед укладкой обмотки сердечник рекомендуется обмотать изоляционной или бумажной лентой в 1-2 слоя, чтобы защитить провода обмотки от его острых граней. Обмотка укладываются в один слой и закрепляется нитками или термоклеем. Концы проводов соединяются согласно рис.1. Начала проводов обмотки обозначены номерами 1,3,5, концы - номерами 2,4,6. Длину проводов, идущих к 50-Омному входу, постарайтесь сделать покороче.

Будьте внимательны: любая ошибка в распайке выводов делает трансформатор неработоспособным. Число витков при намотке на тороидальный сердечник равно числу продеваний в отверстие сердечника.

Трансформатор помещается в корпус (я использовал в качестве корпуса пластмассовую коробочку от крема), на котором устанавливаются ВЧ разъем и две клеммы.

Для фиксации трансформатора в корпусе нежелательно заливать весь объем компаундом (это нарушает волновые сопротивления линий), лучше для этого использовать прокладки из поролона или мягкого пенопласта.

Если предполагается использовать трансформатор на открытом воздухе, корпус необходимо герметизировать. Хороший вариант герметизации - заполнение внутреннего объема корпуса пеной “Макрофлекс”, или аналогичной, используемой для уплотнения строительных швов.

Разумеется, заливать его нужно после проверки работоспособности трансформатора, т.к. разобрать его уже будет невозможно...

Проверка трансформатора состоит в измерения КСВ с низкоомного входа. К выходным клеммам при этом должен быть присоединен безиндуктивный резистор величиной 450 Ом. Если распайка выводов выполнена правильно, трансформатор работает сразу. Если уровень КСВ не получается сразу достаточно малым, его можно улучшить, подобрав величину компенсирующего конденсатора (от 10 до 100 пФ), включаемого параллельно низкоомному входу.

Потери трансформатора измерить можно, если изготовить два идентичных образца, и, соединив между собой высокоомные выходы, получить четырехполюсник с входным и выходным сопротивлением 50 Ом. Потери при этом измеряются на два трансформатора.

Убедиться в том, что трансформатор выдерживает нужный уровень мощности, можно так: к высокоомному выходу подключается резистор 450 Ом с допустимой мощностью рассеивания 100 Вт и на вход подается сигнал с требуемой мощностью. Если трансформатор сделан правильно, заметного нагрева сердечника и обмоток быть не должно. Если сердечник греется, нужно увеличивать его сечение или число витков обмотки. Но учитывайте, что при большем числе витков труднее получить хороший КСВ на верхних частотах.

А где взять резистор на 100 Вт, да еще безиндуктивный?

Я использовал нагрузку, изготовленную из четырех резисторов МЛТ-2 120 Ом, включенных последовательно. Для того, чтобы получившийся резистор выдержал 100 Вт, необходимо погрузить его в воду. Вода имеет высокую диэлектрическую проницаемость, поэтому КСВ высокоомной нагрузки сильно ухудшается при погружении в воду (с 1,0 до 2,5-3,0).

Как же быть? Я нашел следующий простой выход:  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.

Вот и все. Желаю успеха!




ВходРегистрация