Мой вариант проще тем, что не нужен еще один трансформатор напряжения. Компенсирующие емкости можно выполнить конструктивно просто в виде кусочков изолированных проводов, намотанных на основную шину. Количеством витков можно подбирать емкость.
Сердечник из трубки лучше потому, что увеличивает сечение сердечника и уменьшает в нем вероятность ввода в насыщение.
Кроме того проницаемость феррита на высоких частотах выше частоты среза - имеет комплексный характер, за счет чего сигнал на вторичке транса имеет дополнительный паразитный фазовый сдвиг, может доходить почти до 90 градусов. Компенсировать этот сдвиг можно дополнительными емкостями со вторички на землю или параллельно вторичке.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 6 2012, 07:10

Есть еще одна проблема- многовитковая обмотка и соответсвенно трансоформатор напряжения перестают работать при большом числе витков. Вот как иллюстрация. и сама презентация, где этот вопрос подробно описан, хотя и для более низких частот. Кардинальное решение- токовый датчик на резисторе в оплетке, балун из куска коаксиального кабеля с ферритом, датчик напряжения- делитель со средней жилы. Такая конструкция работает до десятков ГГц.

Да, из этого следует, что количество витков вторичной обмотки трансформатора тока для конкретного диапазона частот должно быть оптимально, в данном случае для частоты 250MHz 2-3 витка.

Это еще и от геометрического размера кольца сильно зависит. В вышеприведенной презентации кольца достаточно большие, т.к предназначены для силовых балунов. Это просто иллюстрация тезиса, что надо конкретные кольца обмерять.

Перечитал я снова сообщения и увидел неувиденное ранее:

Опа!!! Это же железные кольца и для фильтрации ЭМИ. Значит работали!!!
описание материалов Amidon
материал -10 (проницаемость 6) - хорошо работает от 40МГц до 100МГц
материал -17 (проницаемость 4) - хорошо работает от 50МГц до 100МГц
материал -12 (проницаемость 4) - хорошо работает от 50МГц до 200МГц

Итог. Я остановился на -10 и -12.


ух ты сколько нового узнаю. Спасибо.
Вашу рекомендацию по изготовлению НО я принял. Попробую по Вашему сделать. Я понял про разность фаз. Да. возможно я с Вам соглашусь, но после эксперимента. Только дайте немного времени. Столько нового для меня. Я всё не успеваю переваривать...

Я думал межвитковая связь будет сильно влиять при плотной намотке, в отличии от широкой намотки, но существенного влияния я не нашел. Наматываю широко потому, что все мотают широко.


Прошу по подробнее. Схему примеры. Я впервые о таком слышу для выходной цепи передатчика.
т.е. коаксиальный резистор засунуть в кабель и потом сделать пад/отр отводы?... Какие прямые потери (т.к. это очень критично для меня)? У меня он НО стоит на выходе передатчика, а не в измерительной системе.

p.s. Фотки и измерения постараюсь сделать к ПН.
p.s2 Буду параметры измерять вот так

Вот как то так. Хотя в некоторых конструкциях набор ферритовых бусин разделяю на два, а по-середине оплетку заземляют. Только надо не забыть, что в этой конструкции корпус тоже работает в измерительной цепи (он не только экран) и не напроектировать ерунды. Т.е оплетка кабеля с корпусом тоже должны образовывать 50 омную линию, или нечто к ней близкое. Резисторы токовых датчиков (0.25 ом) делают из кучи расположенных звездочкой прямо на фланце разъема SMD резисторов.

Вот именно, а еще трансформатор напряжения не работает при малом кол-ве витков, но уже по причине насыщения сердечника (напряжение, то задано мощностью и сопротивлением нагрузки, а кол-во витков увеличивать нельзя, ибо тоже не работает - см. выше)...
Приведенные Вами схемы с емкостным делителем не совсем удачны - на ВЧ будет проблема с балансом из-за применения транса с отводом. Есть другой вариант - с двумя емкостными делителями. Подстроечники можно включить в "холодный" конец делителя. Приложил кусок схемы (это работает на КВ).
 LPFSch.pdf ( 20.84 килобайт ) Кол-во скачиваний: 245

Схема может показаться сложной, но "горячие" емкостя делителей легко выполняются конструктивными, а остальная схема в силу своей симметрии очень легко балансируется. Да и развести ее с минимальными размерами очень легко...


Амидон кольца только продает - больше параметров смотрите у производителя:
http://www.micrometals.com/materialchart.html#resonant

и здесь:
http://www.micrometals.com/materials_index.html (прокрутите ниже до раздела Radio Frequency Materials)

-12 материал НЕЛИНЕЙНЫЙ - не знаю как это повлияет на Ваше применение - если будете экспериментировать я бы вместо -12 остановился на -17 материале.

Сообщение отредактировал Шаманъ - Jul 6 2012, 14:08

Ой. Меня от Вашей схемы немного заклинило. Если это трансформатор тока, тогда непонятно. Есть вопросы:
1. Алгоритм работы, по моим предположениям, должен быть следующим: есть опорное ВЧ напряжение, и есть протекающий ток через трансформатор. Если разность фаз между током (индуцирующем напряжение на витках) и опорным напряжением будет равна 180 градусов, то они взаимно вычтутся. Если одинакова, то напряжение сложится. Тем самым можно выделить отраженный сигнал. Измерение падающего сигнала часто делается по симметричной схеме относительно отраженой с обатным включением витков. Покажите пож. где это на схеме?
2. Я непонял ничего с диодами. как они работают?
3. Эта схема точно работающая?

Хотя если НО на длинной линии по подобию предложенной khach. То возможно и возможно.

Схема от khach вполне идентична схеме с трансформатором тока, отличается от схемы от Шаманъ отсутствием диодов. Роль трансформатора тока выполняет отрезок коаксиальной линии (вторичная обмотка - это экран линии), а роль компенсирующих емкостей - погонная емкость линии. Но здесь нет гибкости в настройке, потому что вместо настройки емкостями надо подбирать волновое сопротивление линии, а это работа на корзину. Схема от шаманъ близка к классической, легче балансируется из-за отсутствия средней точки во вторичной обмотке трансформатора тока. Концы обмотки противофазны, поэтому для прямой и отраженной волны они имеют противоположные фазы. Диоды обеспечивают работу компенсации НО на положительных пульсациях, их в принципе можно не ставить при желании, но поставить на выходах.

Да, трансформатор тока...

Ну а в чем проблема - ведь Вы сами правильно все описали? На вторичке трансформатора тока у Вас будет два сигнала сдвинутые на 180градусов. Далее два емкостных делителя и два выпрямителя - на одном сигналы будут складываться, на другом вычитаться.


А что там понимать - просто включение по переменному току и по постоянному отличаются. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения будет определяться переменкой, приложеной к диоду - т.е. суммой напряжения с датчика тока и с емкостного делителя на одном выходе и разностью на другом . По постоянному току цепь замкнется через нагрузочные резисторы трансформатора тока. Извиняюсь, но лучше объяснить не могу


Да, причем очень хорошо работающая (до 50МГц проверено).

P.S. Пока писал, Proffessor уже опередил

Сообщение отредактировал Шаманъ - Jul 6 2012, 16:40

1. Простите за моё совсем не понимание, но покажите пожалуйста где находится трансформатор тока в эскизе. И на каком физическом принципе построен этот трансформатор тока. Вы его точно не путаете с длинной линией?


2. Если по п.1. это всё же трансформатор тока, то поясните пожалуйста что за понятие - "длинная линия". И как бы мне научится их различать? Какие признаки отличают трансформатора тока от длинной линии?


3. Опять есть вопрос: Коаксиальная линия имеет экранировку центрального проводника в 40-60дБ или помоему 80дБ для жесткого кабеля. Почему происходит укорочение длинны в коаксиальном кабеле и увеличение связи м/у центральным проводником и экраном при засовывании его в ферритовый сердечник?
Наверно в сердечник нужно засовывать свитый между собой провод? Чтоб под влиянием помехоподавляющих свойств сердечника разность фаз м/у проводами в сердечнике становилась =0


Теперь про своё:
Я тут измерил параметры направленников. У меня в расспоряжении есть 2 направленника. Изготовленны в одном технологич цикле, но партии сердечников разные. Первый получился, второй нет. Сравнивая всё, что есть я пришел к выводу, что у неудачного мю немного больше. Других отличий я не нашел.
Катушку измерял засовывая её в VNA измеряя S11. Один конец засунул в центральный проводник, второй придавил к корпусу. 8 витков. 7 сердечников M20ВН К7х4х2.
 ___________.doc ( 1.43 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 266



Вариант использующий один сердечник с двойной намоткой для пад/отр, пока не успел сделать. Пока экспериментирую на своей конструкции.

Термином длинная линия также обозначают и отрезок линии с распределенными параметрами, это просто термин. Линия обычно имеет два провода, которые обладают какой-то взаимной емкостью и взаимной индуктивностью. Представьте, что мы уменьшили количество витков вторичной обмотки трансформатора тока до одного витка. Тогда первичка плюс вторичка превращаются в отрезок двухпроводной линии. В данном случае линия коаксиальная, что не принципиально. Феррит лишь увеличивает магнитную связь между проводами линии, увеличивая магнитную проницаемость среды. Эти большие децибелы для коаксиальных кабелей здесь не играют роли. Магнитная проницаемость увеличивается и внутри кабеля, потому что эран является электрическим, но не магнитным. Вот если бы экраны коаксиальных кабелей делали из ферромагнетика, то было бы по-другому.
В схеме от Шамана по-моему вторичная обмготка трансформатора тока не обязательно должна быть конструктивно двойная.
Если не получается настроить НО, попробуйте уменьшить количество витков трансформатора тока.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 9 2012, 08:46

Я понял. Но мне кажется, лучше разделять эти два понятия:
к длинной линии отнести принцип работы сердечника основаном на "поглощении" переменного магнитного поля возникающего между соседними проводниками внутри сердечника. Которое в конечном итоге приводит к симметрированию и взаимным наводкам этих проводников. Поэтому и работают ферриты на данном принципе на частотах до 3ГГц в тех же смесителях.
а к трансформатору тока отнести классический принцип работы: ток первичной обмотки возбуждает магнитное поле сердечника которое в свою очередь индуцирует напряжение на вторичной обмотке. И в таком варианте трансформатор работает до 300МГц.

Думаю так будет меньше не допониманий. А то сами уже запутываемся.


Ой. я конечно не специалист, но помоему внутри замкнутого идеального проводника нет магнитного поля. А в приведенной конструкции входы коаксиальной линии расположены "очень" далеко от сердечника. Экран в 40...60дБ я думаю можно рассматривать как идеальный проводник. По этому помоему сердечник тут бесполезен. А вот если бы был свитый проводник, тогда бы всё работало.

Хотя ладно. Это на Ваш вкус. Я все же остаюсь на идее, что нужно использовать 2 свитых между собой проводника. Но если это у Вас работает и Вы считаете, что это правильно работает, то не буду возражать. Я пока не дорос до таких пониманий...


Пробовал. Для меня в первую очередь важна направленность, а она остаётся примерно на одном уровне в 5...10дБ. А мне нужно более 10дБ. И второе. Уменьшая количество витков я уменьшаю развязку и уже всё больше и больше буду забирать полезную мощность на выходе передатчика и превращать её в тепло.

Запутываемся потому что хочется кратко выразить все, чтобы не превращать разговор в банальное чтение лекций. Трансформаторы с обмотками на отрезках коаксиальных кабелей работают не просто у меня, а вообще везде работают. Дело не в проникновении магнитного поля внутрь провода, а в магнитной проницаемости (эффективной) среды в объеме трансформатора. Поэтому для такого трансформатора все равно, что у него в качестве обмотки - коаксиал или витая пара, главное, чтобы эта линия имела определенное волновое сопротивление.

Уменьшением витков тансформатора тока наоборот уменьшается отбираемая от линии мощность, потому что напряжение на обмотке соответственно уменьшатся а при той же нагрузке это означает уменьшение мощности.

Принцип работы всех рассмотренных схем - получить три сигнала: 1) пропорциональный напряжению в линии 2) сигнал, пропорциональный току в линии 3) то же что и (2) но инвертированный по фазе. Далее складываем векторно сигналы (1) и (2) в определенной точке суммирования и тем самым получаем сигнал, пропорциональный отраженной волне. Складывая (1) и (3) получаем сигнал, пропорциональный прямой волне. Но перед сложением надо уровни складываемых сигналов пронормировать как-то, они должны быть одинаковой амплитуды. И здесь встает вопрос элементов настройки и технологичности процесса изготовления.
Ваша схема НО на двух трансформаторах ненастраиваема, нет элементов настройки амплитуд сигналов перед сложением и тем самым получение компенсации падающей и отраженной волн в точках сложения, поэтому Ваши старания бесперспективны и на результат влияют случайные факторы, например, разброс проницаемости феррита, паразитные реактивности монтажа, а чем это выправлять?.
Обратите внимание на схемы НО на одном трансе (тока), Там обязательно есть подстроечные конденсаторы, которыми можно регулировать уровень сигнала напряжения с линии и всегда можно регулировкой получить эффект компенсации прямой/отраженной в двух точках схемы.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jul 10 2012, 05:08

Ну не совсем так. Почему то в ВЧ трансформаторах наоборот. Я пока далек от понимания этих принципов. Но мои измерения повторяют данную таблицу.

Взято от сюда


Вчера посвятил день изучению и апробации схемы предложенной в этой ветке. Я попробовал её как возможный вариант, посмотреть вообще это реализуемо или нет, точную настройку пока не делал.

Чегото работает не так как я хочу и как Вы говорите...
1. Прямые потери в силовой части у меня получаются не менее 1дБ, что очень плохо. Это у меня четверть мощности уходит в тепло...
Какие потери получаются у Вас при такой схеме?
2. Работает как то совсем не правильно.
При ХХ - ортаженная мощность падает, при LOAD - отраженная мощность на середине, при КЗ - отраженная мощность возрастает.
Выход с падающей мощностью примерно стабилен и не изменяется.

Но в моём макете есть отличия: 1. Резистор в 0,5Ом заменил на 5,1Ом, т.к. меньше не нашел. Редкость
2. По силовому входу и выходу поставил ёмкость 2,7; 3пФ. По диаграмме Смитта видно было, что индуктивности много.
3. Использовал батарею из 7 колечек M20ВН К7х4х2 из предыдущей итерации. И коаксиальный провод чуть длиньше этих колечек. Думаю, что возможно короткая, но всё же...

Так же. Смущает, что ответвитель сигнала от центральной жилы сделан из резистора в 5кОм. Смущает в плане долговременной неизменности параметров. Я боюсь такой схемы, т.к. изделие у меня необслуживаемое и с долгим сроком эксплуатации. Уровень ответвленной мощности всегда будет неизменным?
Мне помнится, что Вы ранее говорили о возможном съёме ВЧ сигнала при помощи витков вокруг центральной жилы. Поясните пожалуйста поподробнее.

p.s. Я сегодня если успею попробую измерить и сравнить фазы снятые с оплетки экрана и с центральной жилы. Попробую посмотеть и как, что и куда. Может надо больше колечек поставить или длиньше кабель или ёмкость покрутить для изменения фазы.