Сайт RZ3AIU

Широкополосные трансформаторы с раздельными обмотками.
Щербаков В.В.(RU3ARJ)

В ряде случаев для согласования высокоомных антенн с линиями передачи необходимо использовать трансформаторы с раздельными обмотками, имеющие малую емкость между ними (1). В книге (2) описаны практические конструкции таких трансформаторов на сердечниках типа “бинокль“ фирмы Fair-Rite Products 2873000202 (Рис.1). Не имея возможности использовать эти сердечники, я попробовал воспроизвести эту конструкцию на трубчатых сердечниках, типа FRR-4.5, продающихся в московском магазине фирмы «Бурый медведь» по 12 рублей за шт. (Рис.2). Вместо «бинокля» я использовал два трубчатых сердечника, сложив их рядом и скрепив изолентой. В отверстия вставляются подходящие по диаметру изоляционные трубочки для предохранения обмотки от повреждения гранями сердечников. Первой наматывается высокоомная обмотка проводом ПЭВ-0,3. Поверх нее мотается два витка низкоомной обмотки проводом ПЭВ-0,5. Для уменьшения емкости между обмотками на провод низкоомной обмотки перед намоткой можно одеть подходящую по диаметру изоляционную трубку (например, термоусаживаемую). Было изготовлено 2 одинаковых трансформатора 50:450. КСВ с 50-омного входа измерялся антенным анализатором MFJ-269 при нагрузке на безиндуктивный резистор 450 Ом. Затухание измерялось на пару одинаковых трансформаторов, соединенных между собой высокоомными выводами.

Полученные результаты

Частота, МГц	КСВ	Потери на пару, дБ
1,8	1,3	0,3
3,6	1,1	0,4
10	1,1	0,6
14	1,1	0,6
20	1,2	0,4
30	1,4	0,4

Описанные в первоисточнике трансформаторы использовались с приемными антеннами. Поскольку в моем варианте размер сердечников был существенно больше, было интересно проверить, как они работают «на передачу».

Рис 2. Образец трансформатора на двух сердечниках типа FRR-4.5 (справа аккумулятор типа АА для маштаба).

Для проверки мощностных характеристик пара последовательно соединенных высокоомными выводами трансформаторов нагружалась на нагрузку 50 Ом мощностью 50 Вт и на вход подавался от передатчика непрерывный сигнал мощностью 100 Вт в течение 30 секунд (дольше не позволяла нагрузка). Эта проверка проводилась на трех частотах: 1,8, 10 и 30 МГц. При этом сердечники трансформаторов оставались практически холодными, что указывало на отсутствие насыщения. Был проверен уровень гармоник на выходе цепочки из двух трансформаторов на частоте 3,6 МГц при передаваемой мощности 100 Вт при работе на согласованную нагрузку. Измерение проводилось с помощью приемника трансивера IC-756PRO. Уровень 2-й и 3-й гармоник передатчика, изначально подавленных более чем на 60 дБ, при работе через трансформаторы не изменился, что указывает на отсутствие нелинейности. На основе этих сердечников легко выполняются трансформаторы и с иными коэффициентами трансформации.

Варианты – в таблице

Число витков первичной обмотки

Число витков вторичной обмотки

Соотношение

Сопротивлений, Ом

50:50

50:100

50:200

50:300

50:450

50:600

Сердечник типа «бинокль» позволяет делать обмотки и через 1/2 витка (один проход сердечника вместо двух, но выводы вторичной обмотки получаются с разных сторон сердечника, что конструктивно неудобно). При этом таблица соотношений сопротивлений может быть сделана более подробной (отношение сопротивлений пропорционально квадрату отношения числа витков). При числе витков вторичной обмотки более шести полоса частот трансформатора резко уменьшается.
Измерение емкости между двухвитковой первичной обмоткой и вторичной обмоткой этого варианта конструкции трансформатора дало хорошие, но неожиданные результаты. Полное сопротивление этой «емкости» оказалось практически чисто активным (Xc=0). На низких частотах полное сопротивление очень велико, падает линейно с ростом частоты, равно 1000 Ом на частоте около 10 МГц и 400-500 Ом на частоте 30 МГц. Отсутствие реактивности, вероятно, объясняется близостью к обмоткам ферритового материала, обладающего, как диэлектрик, большими потерями. Достаточно высокое значение полного сопротивления позволяет ожидать хорошего подавления этим трансформатором синфазного тока линии питания антенны, особенно ниже 10 МГц.

И.В. Гончаренко. Антенны КВ и УКВ, часть вторая, с.144-149.
ON4UN’s Low-Band DXing. ARRL, 4-th Edition.

Широкополосные трансформаторы с раздельными обмотками. Щербаков В.В.(RU3ARJ)

Широкополосные трансформаторы с раздельными обмотками.
Щербаков В.В.(RU3ARJ)