Способы преобразования несимметричного СВЧ-сигнала в симметричный, нужен современный ликбез Опции

[VCO]

Понятно, что наиболее актуальным является способ преобразования несимметричного сигнала в симметричный с помощью трансформатора, так как он не вносит дополнительный джиттер. Но такой способ ограничен верхним частотным пределом работы ферромагнитных материалов.
А какие аналогичные способы существуют в СВЧ-диапазоне? Кроме направленных ответвителей пока больше ничего не знаю.

[serega_sh____]

Например у MiniCircuits балуны работают до 6ГГц, см. на стр.11.. Этого мало для Вашего сигнала?

[VCO]

Например у MiniCircuits балуны работают до 6ГГц, см. на стр.11.. Этого мало для Вашего сигнала?

Маловато. Вот нашёл Гуглем как раз для таких нЕучей как я:  Balun_Design.pdf ( 186.11 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1074

[old_boy]

Понятно, что наиболее актуальным является способ преобразования несимметричного сигнала в симметричный с помощью трансформатора, так как он не вносит дополнительный джиттер. Но такой способ ограничен верхним частотным пределом работы ферромагнитных материалов. А какие аналогичные способы существуют в СВЧ-диапазоне? Кроме направленных ответвителей пока больше ничего не знаю.

Меня тоже очень интересует этот вопрос. Из того, что предлагается, не подходят либо по полосе (требуются широкополосные балуны с относительной полосой пропускания >100% в диапазоне до 6 ГГц), или по мощности (до 5 Вт) на 50 Ом.

[VCO]

Ещё нашёл штатовский патент, но пока не уверен, что это применимо до 30 ГГц
US 6094108 A
Unbalance-to-balance converter utilizing a transistor

[rloc]

Маловато.

Ультраширокополосные балуны делаются на основе линий передач, по подобию конических индуктивностей:
An Ultra-Wideband Microwave Balun using a Tapered Coaxial Coil Structure working from kHz range to beyond 26.5 GHz

Конструктивно ничего сложного нет, граница в 26 ГГц определяется минимальным радиусом изгиба и толщиной коаксиала - 0.35 мм.

VCO, ПАВ нужно обязательно на векторнике обмерить. А вариант на LC в Вашем случае более предпочтителен, не обойтись без подгонки согласования. Для измерения подойдут самые ходовые - TC1-1-13

[Green_Smoke]

Добавлю собственно сам файл...  hofbauer2005.pdf ( 323.85 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1013

[VCO]

Ультраширокополосные балуны делаются на основе линий передач, по подобию конических индуктивностей:
An Ultra-Wideband Microwave Balun using a Tapered Coaxial Coil Structure working from kHz range to beyond 26.5 GHz

Конструктивно ничего сложного нет, граница в 26 ГГц определяется минимальным радиусом изгиба и толщиной коаксиала - 0.35 мм.

Спасибо, похоже на то, что нужно...

VCO, ПАВ нужно обязательно на векторнике обмерить. А вариант на LC в Вашем случае более предпочтителен, не обойтись без подгонки согласования. Для измерения подойдут самые ходовые - TC1-1-13

Эта тема к тому ПАВ-фильтру не относится, там трансформаторы заказал. Только ни их, ни балуны лепить там нЕкуда, возможно вообще поменяю сам ПАВ-фильтр на нормальный, если найду похожий. Там ситуация почти патовая - схему и плату делал не я, того человека уволили, а мне оставили его халтуру. Сам бы я развязку обязательно предусмотрел бы. Уверен, что потери из-за перекошенного включения...

Добавлю собственно сам файл...  hofbauer2005.pdf ( 323.85 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1013

Спасибо, так удобнее! А то там какая-то гнусь читать мешает...

[khach]

Конструктивно ничего сложного нет, граница в 26 ГГц определяется минимальным радиусом изгиба и толщиной коаксиала - 0.35 мм.

А есть фото реальной конструкции? А то с подключением внешней обмотки коаксиала к разему какая- то непонятка получается. До 12 ГГц работает, а потом резонансы прут.

[rloc]

А есть фото реальной конструкции?

К сожалению нет, есть только конические индуктивности, до 40 ГГц если не ошибаюсь. Индуктивности не любят близкое расположение металла. Для балуна, полагаю, надо сначала переходить на компланарную МПЛ, с другой стороны - на дифференциальную компланарную МПЛ, а потом уже на разъемы. Слой земли под балуном исключить. Потом и сам феррит, возможно, не только снижает нижнюю границу до нескольких сотен кГц, но и играет роль поглотителя несимметричности линии, повышая ЭМС. Это только наброски.

Есть другой вариант исполнения широкополосного балуна - на основе "Broadband Pulse Inverter". Сначала входной сигнал резистивно делится на два канала, в одном сигнал проходит через отрезок линии, в другом - через инвертор. Не знаю как конструктивно выглядит этот инвертор (некая конфигурация линии передачи с ферритом?), но балансировка по фазе и амплитуде получается просто фантастическая. Так делают Picosecond, Marki и многие другие. Marki удалось сделать балун от нескольких кГц до 65 ГГц.

[andreysar]

Понятно, что наиболее актуальным является способ преобразования несимметричного сигнала в симметричный с помощью трансформатора, так как он не вносит дополнительный джиттер. Но такой способ ограничен верхним частотным пределом работы ферромагнитных материалов.
А какие аналогичные способы существуют в СВЧ-диапазоне? Кроме направленных ответвителей пока больше ничего не знаю.

А если пропустить через волновод (бывают и широкополосные 3:1, как раз 100%)?
я, проавда с несимметричнми сигналами дел не имел, может и сморозил не то.

[Ya. Kolmakov]

На мой взгляд самый перспективный способ - это делить, а потом инвертировать один из каналов. В результате имеем 50Ом по входу и выходу, что иногда бывает важно.
Я деление делал на широкополосном Вилкинсоне, все на микрополосках/полосках, плата без корпуса. Ниже результаты измерений.
Первый рисунок - разница по амплитуде, второй - согласование (VSWR), третий - разница по фазе.

Сообщение отредактировал Ya. Kolmakov - Jul 28 2014, 07:55

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

широкополосном Вилкинсоне

Какие габариты получились от 0.5 до 20 ГГц?

[Ya. Kolmakov]

Какие габариты получились от 0.5 до 20 ГГц?

Он у меня 1-18ГГц (тут смотря по какому критерию измерять полосу), габариты примерно 4х40мм на RO4350B, 0.5mm.

[HFSS]

на поликоре делал, три колечка, диапазон тотже, размеры 2х1 см.

[Green_Smoke]

Я деление делал на широкополосном Вилкинсоне, все на микрополосках/полосках, плата без корпуса.

а на чем инверсию делали?

[Prostograf]

Он у меня 1-18ГГц (тут смотря по какому критерию измерять полосу), габариты примерно 4х40мм на RO4350B, 0.5mm.

А как резисторы сделали для моста. Напылением?

[HFSS]

На роджерс разве напыляют ? Не встречал..

[Ya. Kolmakov]

а на чем инверсию делали?

Все на полосках... никаких коаксиалов и ферритов.

А как резисторы сделали для моста. Напылением?

Обыкновенные 0402. На большие частоты точно надо пылить или как то еще.

[VCO]

Обыкновенные 0402. На большие частоты точно надо пылить или как то еще.

СВЧ-резисторы CH от Vishay подойдут?

[Ya. Kolmakov]

СВЧ-резисторы CH от Vishay подойдут?

Я с этими резисторами не работал, хотя судя по всему они лучшее что есть из SMD на эти частоты. Главное - смотрите на графики импеданса от частоты, чем больше номинал, тем больше уход номинала от частоты.

Вот тут есть небольшое обсуждение
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=118214

[khach]

третий - разница по фазе.

А как разницу фаз меряли? Просто величины сравнимы с нестабильностью фазы в паре фазосогласованных измерительных кабелей.

[Ya. Kolmakov]

А как разницу фаз меряли? Просто величины сравнимы с нестабильностью фазы в паре фазосогласованных измерительных кабелей.

Измерялся отдельно каждый канал, потом в MWO вычитал. По расчетам должно было быть +/-2градуса.

[rloc]

По расчетам должно было быть +/-2градуса.

+- 5 гр. - если реально так, то много, и +-2 для нас не годится. Вижу в антенной области идет применение. А у нас задачки - снимать сигнал с цифр.-аналог. преобразователей, нужна точность по фазе +-0.5 гр. и до 1 дБ по амплитуде в диапазоне 0.1 - 1500 МГц, кто может предложить хорошее решение? И тоже хотелось преобразовывать 2x50 Ом -> 1x50 Ом с минимальными потерями, т.е. коэфф. трансформации - 2:1 . Понимаю, что без феррита не обойтись, но ширпотребные балуны мотаются витой парой и разброс по фазе получается большой. Наиболее близкое по структуре решение - спец. трансформатор, по своей структуре напоминающий делитель мощности с направленным ответвителем 3дБ - TCM2-33WX+. Хорошо иметь нечто подобное, но с коаксиалами. Может еще есть варианты?

[khach]

Вот тут http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=968736 ссылки на текстрониксовский MSO распотрашенный- там виден штрокополосный балун на линии с ферритом. Если исходить из блок-схемы то до 6 ГГц полоса.

[rloc]

балун на линии с ферритом

Тектроникс удивляет (в плохом смысле) своей непродуманностью. На габариты можно закрыть глаза, места у них предостаточно, но потом каждый канал в отдельности проходит через свой усилитель, дискретный фильтр высокого порядка и еще ряд элементов. О какой балансировке может быть речь? Не уверен, что и для осциллографа с 8-ю разрядами это допустимо. Кстати нечто подобное мы видели у R&S, по-моемому.

Пока ничего лучше Marki не нашел, жаль раньше не пришла идея заглянуть к ним на сайт, не думал найти поверхностный монтаж:
http://www.markimicrowave.com/3658/Broadband_Baluns.aspx

Там же откопал и более компактные "Bias Tees" для поверхностного монтажа, по сравнению с коническими индуктивностями:
http://www.markimicrowave.com/Bias-Tees-Su...w-All-C145.aspx

Складывается впечатление, что делают они подобные вещи на многослойных печатных структурах, как Anaren, но в качестве диэлектрика используют феррит, или часть слоев из феррита. Есть чему у них поучиться, молодцы.

[VCO]

Пока ничего лучше Marki не нашел, жаль раньше не пришла идея заглянуть к ним на сайт, не думал найти поверхностный монтаж:
http://www.markimicrowave.com/3658/Broadband_Baluns.aspx

И как это понимать, Шерлок Холмс ?

Phase Balance (Degrees) Typ. ±1 Max. ±5

HL9402 от HyperLabs тоже передёргивают Typ. ±0.5 Max. ±2, но там частотный диапазон 5-20000 МГц. Круто, ничего не скажешь!

[rloc]

Мне такие BAL-0003SMG или даже больше такие BALH-0003SMG подходят. Размеры 8x8 мм кв., у последнего чуть меньше потери, хотя все равно больше чем хотелось, но терпимо, поскольку ранее использовал тран-ры с коэф. 1:1 и при преобразовании получал 25x2 Ом. Резисторами компенсировал согласование. С доступностью поставщики пока молчат, вопрос совсем не в экспортном ограничении.

HL9402 от HyperLabs тоже передёргивают Typ. ±0.5 Max. ±2, но там частотный диапазон 5-20000 МГц.

Рассматривал балуны в рамках своих потребностей, а мне максимальная частота больше 1.5 ГГц не важна, нижняя граница желательна с кГц и предпочтителен SMD монтаж.

[VCO]

Рассматривал балуны в рамках своих потребностей, а мне максимальная частота больше 1.5 ГГц не важна, нижняя граница желательна с кГц и предпочтителен SMD монтаж.

А нет ли таких решений на полупроводниках? Вроде как частоты позволяют реализовать дискретные решения, и даже интегральные.

[rloc]

А нет ли таких решений на полупроводниках?

Для преобразований из цифры в аналог и обратно как правило требуется большая динамика, которую не могут дать полупроводники. Или получается что-то огромное и потребляющее.

[rloc]

А что мы кстати из полупроводниковых решений можем применить для балансировки? Дифференциальные операционные усилители я сразу исключаю, к примеру ADL5565 с полосой 6 ГГц уже на 500 МГц имеет линейность около 35 дБм, а на частотах порядка 1500 МГц страшно предположить что будет. Линейность операционного усилителя зависит от обратной связи, точнее от задержки, а она оказывается далеко не маленькой для высоких частот.

Приведу несколько известных статей об актуальности балансировки АЦП:

1) Analog Devices: Wideband A/D Converter Front-End Design Considerations
2) Marki Microwave: Why buy a high quality balun/transformer for an analog to digital converter (ADC)?
3) Anaren: Using Multilayer Baluns to Improve ADC Performance

[serega_sh____]

в прошлом году на крымской конференции был доклад: "Широкополосные квадратурные делители/сумматоры для применения в усилителях СВЧ мощности". Кищинский А.А. ЗАО"микроволновые системы", Раденко В.В. ФГУП "ЦНИРТИ". В первом томе в самом начале.
Там в выводах приводится сравнение типов и частот.

У меня только бумажный вариант. Если статью на FTP или торренте не найдете напишите мне в личку, отсканирую.

[VCO]

А что мы кстати из полупроводниковых решений можем применить для балансировки? Дифференциальные операционные усилители я сразу исключаю, к примеру ADL5565 с полосой 6 ГГц уже на 500 МГц имеет линейность около 35 дБм, а на частотах порядка 1500 МГц страшно предположить что будет. Линейность операционного усилителя зависит от обратной связи, точнее от задержки, а она оказывается далеко не маленькой для высоких частот.

Стоп! Тут надо прежде всего понять, чему нужно подобрать альтернативу и зачем. В вашей ситуации ищем альтернативу трансформатору, т.к. у него очень серьёзный разбаланс по фазе в обласи ВЧ. Как только выйдем на СВЧ - он станет ещё больше, нужно будет применять СВЧ-методы построения балунов, которые пока довольно габаритные, технологически сложные и довольно нетехнологичные.
Но пока работаем в области ВЧ, тут спектр алгоритмов решения задач довольно широк: начиная от пассивных сумматоров на прецизионных резисторах, заканчивания фазовращателями на ПТ. Зачем привязываться сразу к дифкаскадам и ОУ?

[rloc]

нужно будет применять СВЧ-методы построения балунов, которые пока довольно габаритные, технологически сложные и довольно нетехнологичные.

Нельзя сказать, что производители трансформаторов не задумывались о СВЧ принципах. Все они мотаются на линиях передачи - витой паре, и шаг намотки этой пары выбирается из условий получения дифференциального сопротивления 50, 75, 100 Ом и т.д. По непонятным причинам (возможно не было серьезной потребности) большинство производителей не хотят менять тип линии передачи и форму каркаса - "бинокль". В области до 100 МГц Anaren показала, еще можно обойтись без трансформаторов. Ниже 100 МГц СВЧ принципы начинают приобретать большие размеры по понятным причинам и без феррита не обойтись.

фазовращателями на ПТ

Не очень понял, что такое ПТ. Если "полевой транзистор", как в 5-ом посте, то такой вариант не годится в большинстве случаев, схема несимметричная, разные емкости затвор-исток, затвор-сток, плюс большая нелинейность самого транзистора без обратных связей.

Многие знают, что Analog Devices недавно выпустила самый быстрый монолитный АЦП 12 бит 2.5 ГГц (один каскад преобразования, одно УВХ) . На тестовой плате, к моему удивлению, обнаружил балун Marki BAL0006SM . Своими высокими показателями по спурам, на 1.8 ГГц SFDR<-75 dBc, думаю микросхема обязана именно балуну, подавляющему самые большие составляющие - комбинационные гармонические - +-Fвх*N+-Fоп*M . С ЦАП работают аналогичные размышления. Скоро фирма TI должна представить представить аналогичный АЦП, посмотрим что они продемонстрируют.

[VCO]

Не очень понял, что такое ПТ. Если "полевой транзистор", как в 5-ом посте, то такой вариант не годится в большинстве случаев, схема несимметричная, разные емкости затвор-исток, затвор-сток, плюс большая нелинейность самого транзистора без обратных связей.

Да, согласен, надо было уточнить, что я имел в виду JFET, а не MOSFET. У него тоже проблемы с линейностью, просто они наступают на гораздо более высоких частотах. А так, вполне себе неплохой вариант, если отбросить проблемы управления смещением.

Многие знают, что Analog Devices недавно выпустила самый быстрый монолитный АЦП 12 бит 2.5 ГГц (один каскад преобразования, одно УВХ) . На тестовой плате, к моему удивлению, обнаружил балун Marki BAL0006SM .

Это как раз пример того, о чём я говорил:
Трансформатор на этих частотах уже не работает, поэтому поставили СВЧ-балун, работающий от 500 кГц. Т.е. о широкополосности до единиц кГц уже забываем. А Вы же наоборот говорили, что Вам выше 1500 МГц не нужно, а нужны килоГерцы.

Рассматривал балуны в рамках своих потребностей, а мне максимальная частота больше 1.5 ГГц не важна, нижняя граница желательна с кГц и предпочтителен SMD монтаж.

[rloc]

работающий от 500 кГц. Т.е. о широкополосности до единиц кГц уже забываем.

На безрыбье и рак рыба

А Вы же наоборот говорили, что Вам выше 1500 МГц не нужно, а нужны килоГерцы.

Исследования покажут, до 1500 МГц было важно по основной частоте. Может оказаться и по гармоникам имеет значение синфазность (противофазность).

[oleg_omsk]

В продолжении обсуждения данной темы могу предложить свою статью (доклад на конференции в Воронеже по-моему в 2010 г). Кроме изложенного, есть ряд других конструкций и методик расчета антенных трансформаторов. Ссылка https://yadi.sk/i/qZvqKZBrZa69y

[khach]

Кто-нибудь встречал рассчет или исследование балуна в виде витой пары в феритовой трубке? Или балун на бинокле или нескольких но только с одним полувитком. Есть подозрение на значительную широкополосность такого решения по сравнению с многовитковой конфигурацией.

[rloc]

На днях пришел ответ по ценам на BAL-0003SMG/BAL-0006SMG/BAL-0009SMG. Что могу сказать, хорошая цена, 190-270 американских рублей без налогов. Поэтому для меня тоже становится актуальна задача:

исследование балуна в виде витой пары в феритовой трубке

Есть огромный запас TC1-1-13, распотрошить и склеить несколько в длину не жалко. Но хочется со всех сторон иметь по 50 Ом без потерь. Основная проблема - как сделать витую пару с трансформацией импеданса по подобию "tapered transmission line"? В голове крутятся два варианта, не знаю пока как лучше:
1. Найти где-нибудь малогабаритные ВЧ бинокли, состоящие из двух половинок. Линии с трансформацией сделать на многослойной ПП с фрезеровкой, потом сверху накрыть половинками биноклей.
2. Придумать способ намотки витой пары, чтобы сопротивление плавно из 50 Ом переходило в 100 Ом (дифференциальное). Сразу скажу, переменного шага намотки недостаточно.

Напомню, что планирую перекрыть частотный диапазон от 0.1 МГц и до ... 3-9 ГГц, по возможности. Симметричность по фазе - не более 1 гр., по амплитуде - не более 0.5 дБ.

[k0l0bun]

Пока ничего лучше Marki не нашел, жаль раньше не пришла идея заглянуть к ним на сайт, не думал найти поверхностный монтаж:
http://www.markimicrowave.com/3658/Broadband_Baluns.aspx

Не подскажите, где можно купить этот балун от Marki Microwave? На оф.сайте нет дистрибьютора в России. Если кто-нибудь знает поставщика в Санкт-Петербурге, было бы вообще здорово.

[rloc]

Не подскажите, где можно купить этот балун от Marki Microwave? На оф.сайте нет дистрибьютора в России. Если кто-нибудь знает поставщика в Санкт-Петербурге, было бы вообще здорово.

Фирм много, правда многие испытывают сложности с поставками, потому как Marki больше работает на военных. Обратитесь в Радиокомп.

[k0l0bun]

А достаточно ли балуна для запитки симметричной антенны (например, рамочной антенны)? Или желательно еще использовать ферритовые кольца на кабеле прямо у антенны?

[rloc]

А достаточно ли балуна для запитки симметричной антенны (например, рамочной антенны)?

Вас устраивают потери более 3 дБ? Да и рамочная антенна вроде узкополосная. Marki совсем для других целей, вам бы лучше спросить в теме по антеннам.

[k0l0bun]

Вас устраивают потери более 3 дБ?

Так балун же подразумевает деление мощности? Никуда от 3 дБ, получается, не денешься.
По поводу рамочной антенны - это просто пример. А вообще думаю обзавестись широкополосным (0,5-3 ГГц) балуном для того, чтобы корректно измерять антенны с симметричным входом на анализаторе цепей (чтобы измерение соответствовало симуляции). Некий такой универсальный балун для различных антенн. У других фирм 0,5-3 не встречал. У Marki есть даже многодекадные...
Может посоветуете тогда оптимальное решение? И вопрос о феррите сюда же: нужен он, или нет?

[Helicopter44]

Фирм много, правда многие испытывают сложности с поставками, потому как Marki больше работает на военных. Обратитесь в Радиокомп.

Есть еще Аванти в Питере они тоже Marki могут поставить

[rloc]

Так балун же подразумевает деление мощности? Никуда от 3 дБ, получается, не денешься.

Все правильно, 3 дБ на деление, плюс 1.5-4 дБ потерь. Резистивное деление мощности - такова плата за миниатюрность и широкополосность. Где 3 дБ потерь - как раз правильное деление, без потерь в согласовании.

У других фирм 0,5-3 не встречал.

Minicircuits. Но для измерительных целей Marki лучше подходит, меньше ошибки по фазе и амплитуде.

P.S. Поправил цифры потерь.

[khach]

Существует кактой-то розовый или фиолетовый феррит, вроде его родешварц использует в своих SWR мостах. Намотанный на него тонкий коаксиальный кабель работает в качестве балуна до 3-4 ГГц. Отличается низкими потерями и высокой добротностью на частотах в сотни Мгц и выше. Может кто знает марку и производителя?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[tduty5]

На фото - 180 град инвертор, использую для СШП балунов. Во втором канале - отрезок линии, потом сумматор.


Пробовал с разными ферритами. Лучшим оказался тот, который проще достать. Насколько я понимаю, надо ослабить синфазные токи, наведенные на оплетке. При этом от феррита требуются большие потери, желательно равномерные во всей полосе. Отлично себя показали колечки м2000нм, как ни странно. Всякие 600нн, 30ВЧ и пр. дают или слишком малые потери, или резонансы в полосе. Про "розовые ферриты" тоже интересно, что за звери такие.

[rloc]

Отлично себя показали колечки м2000нм, как ни странно.

По картинке похоже, что феррит не принимает участие, иначе частотная граница была бы от единиц МГц. Результат хуже, чем у Anaren, которая использует микрополоски без феррита.

Насколько я понимаю, надо ослабить синфазные токи, наведенные на оплетке.

Феррит также должен давать хорошую магнитную связь между оплеткой и центральной жилой, желательно на всех частотах, играть роль сердечника трансформатора.

Всякие 600нн, 30ВЧ и пр. дают или слишком малые потери, или резонансы в полосе.

Низкочастотные они. Высокочастотных ферритов российского производства не встречал (более 500 МГц).

[ledum]

Существует кактой-то розовый или фиолетовый феррит,

Дык пинк или вайелет? Оба высокочастотные у феррокскьюба.
http://www.ferroxcube.com/FerroxcubeCorpor...asheet/4a11.pdf
http://www.elnamagnetics.com/wp-content/up...ecification.pdf

Сообщение отредактировал ledum - Jul 2 2015, 11:52

Эскизы прикрепленных изображений

 

[serega_sh____]

Дык пинк или вайелет? Оба высокочастотные у феррокскьюба.
http://www.ferroxcube.com/FerroxcubeCorpor...asheet/4a11.pdf
http://www.elnamagnetics.com/wp-content/up...ecification.pdf

Стесняюсь спросить. А как понять высокочастотность ферритов?, если представленные Вами с мю=850 (по первой ссылке) заваливаются на частотах 2МГц. А второй с мю-125 заваливается на 20МГц. Я понимаю(или мне кажется), что маленькое мю это неосновной признак высокочастотности. Поясните пожалуйста.

[khach]

Дык пинк или вайелет? Оба высокочастотные у феррокскьюба.

Не, точно не они, у этого секретного график Мю тянется почти до гигагерца ровно, но какое оно- посмотреть не дали. А у 4с65 только до 20 мгц. Ну и мю" ответсвенное за потери намного ниже по амплитуде (хотя тоже неизвестно какое). Проблема в том, что нормальные LCR измерители до ГГц не тянут, а на VNA обмерять феррит- нужен специальная коаксиальная линия с известным алгоритмом деембеддинга парметров феррита.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ledum]

Я понимаю(или мне кажется), что маленькое мю это неосновной признак высокочастотности. Поясните пожалуйста.

Всего-навсего на основании "вайдбэнд балун и трансформерс". Неспростаж. Как сердечник для ВЧ высокодобротных катушек он, конечно не годится, но использовать для занижения вниз по частоте ВЧ трансов, по мнению филипсов, - как раз. И вверх до 1ГГц, как минимум, по даташиту. Чем не высокочастотный? На ВЧ он работает как оранжевые микрометалсы с цветовым кодом - tan. В смысле никак. Смотрим на фотку TCM4-25 http://194.75.38.69/pdfs/TCM4-25.pdf , а потом на параметры смеси 0 от micrometals. Так и этот феррит.

Сообщение отредактировал ledum - Jul 2 2015, 13:32

[tduty5]

Удивили.

По картинке похоже, что феррит не принимает участие, иначе частотная граница была бы от единиц МГц. Результат хуже, чем у Anaren, которая использует микрополоски без феррита.

Балун, на который вы дали ссылку, это именно кусочек феррита, над которым расположены полоски. Этот элемент как бы трехслойный: керамика-феррит-керамика, сбоку блестит срез феррита, магнитится.
Вы вот так вот ремарочкой оценили работу коллектива "хуже, чем у Анарен". А результаты не нужно сравнивать? У чипа полоса 400 МГц - 3ГГц. У того инвертора (Это не целиком балун. Нужен был именно инвертор, вот и создан по схожей технологии. Заодно измерять проще) что вам показали, полоса 200-1600 МГц (отношение крайних частот по -1 дБ прямых потерь такое же, как у чипа). Разброс фазы в полосе такой же, до 10 градусов. Миниатюрность нам не требуется, а вот сотни вольт в импульсе надо пропустить. Чего чип не позволяет.

Феррит также должен давать хорошую магнитную связь между оплеткой и центральной жилой, желательно на всех частотах, играть роль сердечника трансформатора

Про сердечник трансформатора забываем при частотах свыше 100 МГц. Здесь игра именно на соотношении синфазных и противофазных токов в линиях, хоть коаксиальных, хоть двухпроводных. А в случае балуна - просто подавление синфазной компоненты, как в таком виде, так и в виде плоского феррита (как в чипе анарен).

Всего-навсего на основании "вайдбэнд балун и трансформерс". Неспростаж. Как сердечник для ВЧ высокодобротных катушек он, конечно не годится, но использовать для занижения вниз по частоте ВЧ трансов, по мнению филипсов, - как раз. И вверх до 1ГГц, как минимум, по даташиту. Чем не высокочастотный? На ВЧ он работает как оранжевые микрометалсы с цветовым кодом - tan. В смысле никак. Смотрим на фотку TCM4-25 http://194.75.38.69/pdfs/TCM4-25.pdf , а потом на параметры смеси 0 от micrometals. Так и этот феррит.

Красивая реализация трансформатора сопротивлений 1:4.
У Реда книге "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике" описаны подобные трансформаторы. Можно обратить внимание на секцию 1:1 - это симметратор, линия над ферритом.

Подглядев у Рэда, мы делали преобразователи импеданса для приемных диполей. Полоса от десятков МГц до 2 ГГц, причем использовались двухпроводные линии (по паре проводов ПЭВ), просунутые в ферритовые трубочки от дросселей ДМ. Работало прекрасно.

[rloc]

Балун, на который вы дали ссылку, это именно кусочек феррита, над которым расположены полоски.

Насколько мне известно, Anaren не использует феррит в этой серии. При размерах 0805 и мощности 0.4 Вт феррит уже насыщается, или близок к этому, достаточно посмотреть на мощность бОльшего по размерам балуна на "бинокле" - обычно не более 0.25 Вт, например TC1-1-13MA+. По этой причине Anaren более предпочтительна в схемах ADC и DAC, внося меньше нелинейных искажений, есть публикации по этому вопросу.
https://www.anaren.com/sites/default/files/..._RF-mar07_0.pdf
https://www.google.com/patents/US7605672

Вы вот так вот ремарочкой оценили работу коллектива "хуже, чем у Анарен".

Предполагал, один человек делал.

Миниатюрность нам не требуется, а вот сотни вольт в импульсе надо пропустить. Чего чип не позволяет.

Есть у них более высокие мощности. С ферритом полосы шире.

Про сердечник трансформатора забываем при частотах свыше 100 МГц.

На последних выставках, Экспоэлектроника, Новая электроника, общался с разными людьми, в том числе с производителями ВЧ ферритов. Однозначный вывод - не Ferroxcube, не 2000HH. Должно быть что-то близкое к Fair-rite
http://www.fair-rite.com/newfair/materials68.htm

[tduty5]

На последних выставках, Экспоэлектроника, Новая электроника, общался с разными людьми, в том числе с производителями ВЧ ферритов. Однозначный вывод - не Ferroxcube, не 2000HH. Должно быть что-то близкое к Fair-rite
http://www.fair-rite.com/newfair/materials68.htm

Для трансформаторов обычных и индуктивностей есть (были) русские Mn-Zn Ni-Zn ферриты для СВЧ марок 10ВЧ1 (f_кр=250 МГц), 30ВЧ2 (f_кр=200 МГц), 20ВЧ (f_кр=100 МГц) Выше этих частот у них катастрофически растут потери. То же наблюдается для µ'' у Material68 по вашей ссылке на fair-rite.
Для ГГц "обычная" трансформаторная идеология, где обмотка первичная, обмотка вторичная, - не годится. Потери в материале сердечника, физику не обманешь. Выход есть - использовать потери во благо: подавление синфазной компоненты в симметричной линии или связанных линиях. Получаются чудесные инверторы, трансформаторы сопротивлений и пр. Давно мечтаю разобрать балун от PicoSecond (полоса 10 кГц - 10 ГГц) и убедиться, что там 99.9% инвертор на линии-над-ферритом.

Насколько мне известно Anaren не использует феррит в этой серии. При размерах 0805 и мощности 0.4 Вт феррит уже насыщается, ... есть публикации https://www.anaren.com/sites/default/files/..._RF-mar07_0.pdf
https://www.google.com/patents/US7605672

В журнале упоминается, что использование low permeability material позволило сдвинуть нижнюю границу их новых балунов до 50 МГц. Феррит это или нет? Непонятно. Деталь B0430J50100AHF специально достал из ленты и рассмотрел придирчиво еще когда предыдущий пост писал. Сбоку блестит, как спил феррита (как камень гематит, о!). К магнитику прилипает. Причем именно центральной частью, не площадками выводов.
В патенте, действительно, про материалы с µ ни слова, только про связанные линии. За ссылки спасибо.

Сообщение отредактировал tduty5 - Jul 2 2015, 16:34

[rloc]

Для трансформаторов обычных и индуктивностей есть (были) русские Mn-Zn ферриты для СВЧ марок 10ВЧ1 (f_кр=250 МГц), 30ВЧ2 (f_кр=200 МГц), 20ВЧ (f_кр=100 МГц) Выше этих частот у них катастрофически растут потери. То же наблюдается для µ'' у Material68 по вашей ссылке на fair-rite.

Я к сожалению нигде не нашел прямой взаимосвязи мю2 с потерями. На выставке мне говорили о теоретической возможности изготовления ферритов на гиговые частоты с мю около 8-10.

Для ГГц "обычная" трансформаторная идеология, где обмотка первичная, обмотка вторичная, - не годится.

Направленные ответвители, построенные на принципах трансформации, хорошо работают на 500 МГц. Проверено лично - без задержек, т.е. длина линий много меньше четверти волны, и кроме магнитной связи, не представляю других вариантов взаимодействия обмоток.

Давно мечтаю разобрать балун от PicoSecond (полоса 10 кГц - 10 ГГц) и убедиться, что там 99.9% инвертор на линии-над-ферритом.

Было бы интересно знать.

Сбоку блестит, как спил феррита (как камень гематит, о!). К магнитику прилипает. Причем именно центральной частью, не площадками выводов.

Может быть торцевая металлизация слоев (никель?).

[tduty5]

Я к сожалению нигде не нашел прямой взаимосвязи мю2 с потерями

Шольц, Пискарев Ферриты для радиочастот. - 1966. - c. 14.

На выставке мне говорили о теоретической возможности изготовления ферритов на гиговые частоты с мю около 8-10

Гиговых как раз уже предостаточно, см. рис. (Абрамов, Дмитриев, Шелухин Невзаимные ус-ва на ферритовых резонаторах. - 1989. - с. 185) Да, можно играть магнитной связью в связанных линиях. Но для устройств, предназначенных для решения проблемы, указанной в названии темы, лучше работают другие принципы.

Может быть торцевая металлизация слоев (никель?)

Да кто б знал. Мелкое всё.

[rloc]

Шольц, Пискарев Ферриты для радиочастот. - 1966. - c. 14.

Странно, в голове tan(d) одназначно ассоциировался с диэлектрическими потерями. Все, пора отдыхать.

[Sokrat]

На фото - 180 град инвертор, использую для СШП балунов. Во втором канале - отрезок линии, потом сумматор.


Пробовал с разными ферритами. Лучшим оказался тот, который проще достать. Насколько я понимаю, надо ослабить синфазные токи, наведенные на оплетке. При этом от феррита требуются большие потери, желательно равномерные во всей полосе. Отлично себя показали колечки м2000нм, как ни странно. Всякие 600нн, 30ВЧ и пр. дают или слишком малые потери, или резонансы в полосе. Про "розовые ферриты" тоже интересно, что за звери такие.

Интересно было бы взглянуть на схему Вашего Балуна. Не совсем ясно как работает.
P.S. Извиняюсь за глупый вопрос

[rloc]

Выход есть - использовать потери во благо: подавление синфазной компоненты в симметричной линии или связанных линиях. Получаются чудесные инверторы, трансформаторы сопротивлений и пр.

Хорошо, допустим дело в потерях. Мне важна работа инвертора и балуна от 100 кГц до 3 ГГц (потом до 6 ГГц и выше). Фактически, нужен аналог Marki, такой же малогабаритный, но на порядок дешевле, при сохранении хорошей балансировки по фазе и амплитуде. Потери второстепенны, но в некоторых задачах важна развязка портов - это к тому, что не везде применимо резистивное деление мощности. Встает вопрос, какие ферриты применить? Встречал, когда последовательно соединяли несколько балунов с разными материалами ферритов, или на коаксиальную линию надевали несколько типов колец. Ближайшая альтернатива по цене - это Coilcraft JA4220-AL, в котором нижняя граница начинается от 100 кГц и "бинокль" более массивный, чем в TC1-1-13MA+. Он сейчас и используется, но есть подозрения на недостаточно хорошую балансировку, связываю ее с витой парой. Нужно попытаться вытянуть в прямую линию, заменить на коаксиал, как уже было приведено ранее, наподобие такого. Кстати, не пробовали? Какой материал феррита может использоваться в Coilcraft на 0.1 - 3500 МГц?

Отдельно вопрос ко всем: как можно померить проницаемость феррита (мю1 и мю2) доступными средствами? Диапазон частот - как написано выше.

[serega_sh____]

Отдельно вопрос ко всем: как можно померить проницаемость феррита (мю1 и мю2) доступными средствами? Диапазон частот - как написано выше.

Бинокль не знаю. Но колечках я наматывал несколько витков и смотрел на диаграмме Смитта на VNA. А потом на калькуляторе импедансы делил на размеры и количество витков.

[rloc]

Но колечках я наматывал несколько витков и смотрел на диаграмме Смитта на VNA.

Правильно ли я понимаю методику? Сначала измерить импеданс нескольких витков на кольце, потом - в свободном пространстве. Деление одного импеданса на другой даст искомую проницаемость, в предположении, что в измеряемом диапазоне частот витки носят преимущественно индуктивный характер и диэлектрическая проницаемость не влияет? Грубо. Или, более точно, вставить в 2Д-3Д симулятор и попытаться сделать экстракцию эквивалентных параметров?

[tduty5]

Интересно было бы взглянуть на схему Вашего Балуна. Не совсем ясно как работает

На фото - не балун. Только инвертор от него. Два отрезка кабеля сложены пополам, оплетка одного подкл. к жиле другого и наоборот. Феррит - для подавления токов по оплетке. Целиком балун - это два канала одинаковой эл. длины, в одном из каналов происходит инвертирование, потом сумматор. Или наоборот, сначала делитель, потом два канала. Как здесь на рис. 3. Сложение мощности - или Вилкинсон 3-5 колечек, или резисторы. Деление - опять же Вилкинсон или просто линия 50 на две по 100.

Хорошо, допустим дело в потерях. Мне важна работа инвертора и балуна от 100 кГц до 3 ГГц (потом до 6 ГГц и выше). Фактически, нужен аналог Marki, такой же малогабаритный, но на порядок дешевле, при сохранении хорошей балансировки по фазе и амплитуде. Потери второстепенны, но в некоторых задачах важна развязка портов - это к тому, что не везде применимо резистивное деление мощности. Встает вопрос, какие ферриты применить?

Не знаю. Только брать и пробовать. Буржуйские ферриты я мало изучил, развлекаюсь с нашими. На тестовой платке играть с типом и размером феррита, плотностью скрутки витой пары, типом изоляции, длиной линии. Плюс компенсационные RLC цепочки.
Под руку попалась какая-то платка, здесь на фото слева - симметратор в виде двухпроводной линии на кольце. Резистор можно убрать или подобрать RL цепь (мощности было много, все равно рассеивать аттенюаторами). Справа на кольце - "улучшитель симметрии": КЗ для синфазных токов, большое параллельное индуктивное сопротивление для противофазных. Правее - два коаксиала - симметричная экранированная линия. Про полосу не скажу сходу, не помню. До 1.5 ГГц что-то мерили.


На трубках балуна что-то не нашлось, покажу трансформаторы сопротивлений 4:1. На фото слева подходят два коаксиала по 75, выход 50-Омный, плюс питание. Фото справа - попытка увеличить вх. сопротивление четырехполюсника (нагрузка короткого диполя).


Коаксиал в трубочку засовывал (как в потрошках Тектроникса по ссылке), но не хватило полосы снизу, пришлось наматывать на колечко. Подходящей трубочки не нашлось.

[serega_sh____]

Правильно ли я понимаю методику? Сначала измерить импеданс нескольких витков на кольце, потом - в свободном пространстве. Деление одного импеданса на другой даст искомую проницаемость, в предположении, что в измеряемом диапазоне частот витки носят преимущественно индуктивный характер и диэлектрическая проницаемость не влияет? Грубо. Или, более точно, вставить в 2Д-3Д симулятор и попытаться сделать экстракцию эквивалентных параметров?

Как то всё сложно у Вас. В этих вещах я не считаю себя профи, поэтому я делал по книжке и немного модернизировав метод под VNA:



И в принципе видно разброс параметров. Видна частота fгр (пересечение активной линии на диаграмме Смитта)по которой я судил о высокочастотности и добротности (если добротность большая то диаграмма на окружности, если маленькая то диаграмма отходит от края к центру). Так я для себя делал отбор сердечников из имеющихся.

Наматывал проводочком несколько витков. Эту конструкцию надевал на маму SMA. И смотрел SmithS11. Потом считал по указанным выше формулам и/или калькулятору по расчету количества витков на колечках. А потом проверял по этой же книжке правильность расчета по типоразмерам и проницаемости.
Но частоты у меня были до 300МГц.

p.s. Кстати нужно НОРМАЛЬНО каллибровать VNA. А то пока не научились нормально векторно каллибровать VNA куча проблемм. Проверяйте калибровку прибора перед измерением. Например: набег фазы - отезком кабеля. А ХХ и КЗ и так понятно как пинцетом проверять.

[khach]

Я вот по этой методе мерял, но там надо следить чтобы феррит не сдвинулся от стенки резонатора, иначе ерунда получается. Ну и псотоянные проблемы- то феррит в измерительную линию не лезет, то на центральном проводнике болтается и при несимметричном положении тоже измерения не выходят.

Прикрепленные файлы

 Coaxial_line_permeability_a117z522.pdf ( 821.5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 156

 

[ikolmakov]

Я вот по этой методе мерял, ...

Вот интересно, там же диэлектрическая проницаемость отлична от 1, а в формулах ее нет нигде

[khach]

Вот интересно, там же диэлектрическая проницаемость отлична от 1, а в формулах ее нет нигде

Границы применимости при ралзичных мю и епсилон надо в графиках тут смотреть Keysight 16454A Magnetic Material Test Fixture

Эскизы прикрепленных изображений

 

[khach]

Приподниму-ка тему.
Стандартный набор бусин для балуна включает в себя 73 43 и 61 феррит.
Например под 085 кабель с внешним диаметром 2.19мм набор бусин полудюймовых по каталогу fair rite
2673003201 Lower Frequencies < 50 MHz (73 material) 5.60 x 2.65 x 12.70
2643003201 Broadband Frequencies 25-300 MHz (43 material) 5.60 x 2.65 x 12.70
2661250402 Higher Frequencies 250-1000 MHz (61 material) 6.35 x 2.95 x 12.70

Коллеги, где можн найти бусины 67 (µ = 40) и 68 (µ = 20) ферритов для широкополосных балунов? А то каталоги известных поставщиков заканчиваются 61 (µ = 125) на котором до 3 ГГц можно добраться, а вот выше уже как то неполучается.
Можно ли наковырять СВЧ феррита из циркуляторов и вентилей и их в балунах использовать?
Или может бусины других поставщиков?
Цель-сделать балун до 14-18 ГГц или сколько получится. Нижняя граница меньше 1 МГц.

[VCO]

Или может бусины других поставщиков?

Может быть Temex Exxelia в теме?

[khach]

Может быть Temex Exxelia в теме?

А какой феррит их можно рекомендовать?
Задача- повторить усилитель типа такого. Диапазон 250кгц-3 ГГц. Желательно расширить в более высокие частоты.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[VCO]

А какой феррит их можно рекомендовать?

Не, пока не нашёл у них в каталоге ферритов, продают только готовые фильтры RF и EMI.
Но вообще, фирма интересная. Вроде как производство находится в Италии и работают под заказ.
У них можно заказать ДР, а насчёт циркуляторов, вентилей и бидов пока не в курсе...