Согласование с низкоомной нагрузкой, Трансформатор сопротивлений Опции

[Tano]

Вопрос к знающим.
Требуется согласовать кабель - 50 ом на активную нагрузку - 0,3 Ом в полосе частот 0...500 МГц.
Можно ли это сделать при помощи трансформатора сопротивлений на основе отрезков полосковых линий?
(В кабеле будут "пробегать" импульсные токи до 40 Ампер.)

[magnum16]

Вопрос к знающим.
Требуется согласовать кабель - 50 ом на активную нагрузку - 0,3 Ом в полосе частот 0...500 МГц.
Можно ли это сделать при помощи трансформатора сопротивлений на основе отрезков полосковых линий?
(В кабеле будут "пробегать" импульсные токи до 40 Ампер.)

Какая длина импульса? Для согласования можно использовать трансформаторы импеданса, но длина трансофрматора должна быть в несколько раз больше длины импульса для малых отражений. Оптимальный трасформатор это Klopfenstein Taper, есть еще Hecken taper без скачка импеданса на концах.
Проблема будет сделать линию на 0,3 Ом, возможно надо будет делать несколько трансформаторов в параллель и несколько участков на разных материалах с разным эпсилон.

[Tano]

Какая длина импульса? Для согласования можно использовать трансформаторы импеданса, но длина трансофрматора должна быть в несколько раз больше длины импульса для малых отражений. Оптимальный трасформатор это Klopfenstein Taper, есть еще Hecken taper без скачка импеданса на концах.
Проблема будет сделать линию на 0,3 Ом, возможно надо будет делать несколько трансформаторов в параллель и несколько участков на разных материалах с разным эпсилон.

Спасибо за ответ. Длительность импульса до 100 мкс.

[magnum16]

Спасибо за ответ. Длительность импульса до 100 мкс.

100 мкс таким способом не получится, думаю.

[VNS]

Вопрос к знающим.
Требуется согласовать кабель - 50 ом на активную нагрузку - 0,3 Ом в полосе частот 0...500 МГц.
Можно ли это сделать при помощи трансформатора сопротивлений на основе отрезков полосковых линий?
(В кабеле будут "пробегать" импульсные токи до 40 Ампер.)

Возможен вариант согласующего трансформатора с объёмным витком.

[tsww]

Возможен вариант согласующего трансформатора с объёмным витком.

Вряд ли найдется трансформатор с коэффициентом не равным единице, работающий с "нулевой" частоты. ТС надо ограничиться перекрытием по частоте не более 20...30, например (20-500) МГц. Для этого диапазона трансформатор с "объемным" витком реализуем, правда характеристики будут ниже среднего и во многом зависеть от конструкции.

[Tano]

"Возможен вариант согласующего трансформатора с объёмным витком."
Это как? Постоянную составляющую полезного сигнала надо тоже принимать. Но всё равно спасибо за мысль.
Решение (если оно существует) этой задачи оказалось не простым. Поэтому условия придётся ослабить.
Внешними доработками (не входящими в задачу согласования кабелей) задачу согласования попробовать
решить с такими условиями:
Активная нагрузка - 2 Ома
Полоса частот 0...300 МГц.
Длительность импульса до 100 мкс. (Здесь ничего поделать нельзя).
За ответы заранее спасибо.

To tsww.
" ТС надо ограничиться перекрытием по частоте не более 20...30, например (20-500) "
Это невозможно по условиям задачи. Импульс "постоянного тока" д.б. пропущен.
Другое дело что можно весь частотный диапазон 0...300 МГц разбить на допустим два и
согласовывать их по отдельности. Но очень не хочется с этим связываться.

[VNS]

Это как? Постоянную составляющую полезного сигнала надо тоже принимать.
Активная нагрузка - 2 Ома
Полоса частот 0...300 МГц.
Длительность импульса до 100 мкс. (Здесь ничего поделать нельзя).
За ответы заранее спасибо.

Постоянную составляющую? Спад плоской вершины импульса за 100 мкс определяется параметрами самого трансформатора.
Вы должны определиться с допустимым уровнем спада вершины импульса.

[tsww]

"Возможен вариант согласующего трансформатора с объёмным витком."
Это как? Постоянную составляющую полезного сигнала надо тоже принимать. Но всё равно спасибо за мысль.
Решение (если оно существует) этой задачи оказалось не простым. Поэтому условия придётся ослабить.
Внешними доработками (не входящими в задачу согласования кабелей) задачу согласования попробовать
решить с такими условиями:
Активная нагрузка - 2 Ома
Полоса частот 0...300 МГц.
Длительность импульса до 100 мкс. (Здесь ничего поделать нельзя).
За ответы заранее спасибо.

To tsww.
" ТС надо ограничиться перекрытием по частоте не более 20...30, например (20-500) "
Это невозможно по условиям задачи. Импульс "постоянного тока" д.б. пропущен.
Другое дело что можно весь частотный диапазон 0...300 МГц разбить на допустим два и
согласовывать их по отдельности. Но очень не хочется с этим связываться.

Пересмотрите условия задачи в сторону отказа от 50 Ом, и подключения 2 Омной нагрузки непосредственно к стоку (коллектору) УМ.

[Tano]

To VNS.
"Вы должны определиться с допустимым уровнем спада вершины импульса."
Вот с этим (допустимым отклонением от горизонтали ) плохо.
В генераторе импульса я выровнял плоскую вершину импульса до +/- 0,1 % и не хотелось бы чтобы она исказилась.
To tsww.
"Пересмотрите условия задачи в сторону отказа от 50 Ом, и подключения 2 Омной нагрузки непосредственно к стоку (коллектору) УМ."
А что есть коаксиальные кабеля ("пропускающие" 40 А) с много меньшим волновым сопротивлением чем 50 Ом, в широком доступе.
Ведь между "стоком (коллектором) УМ" и нагрузкой должен находиться кабель.

[VitaliyZ]

... не получится, думаю.

I would agree with magnum16, it is not feasible.

[tsww]

To VNS.
"Вы должны определиться с допустимым уровнем спада вершины импульса."
Вот с этим (допустимым отклонением от горизонтали ) плохо.
В генераторе импульса я выровнял плоскую вершину импульса до +/- 0,1 % и не хотелось бы чтобы она исказилась.
To tsww.
"Пересмотрите условия задачи в сторону отказа от 50 Ом, и подключения 2 Омной нагрузки непосредственно к стоку (коллектору) УМ."
А что есть коаксиальные кабеля ("пропускающие" 40 А) с много меньшим волновым сопротивлением чем 50 Ом, в широком доступе.
Ведь между "стоком (коллектором) УМ" и нагрузкой должен находиться кабель.

Есть отечественные полосковые кабели типа РП, РПС, на 2, 3, 4...12 Ом, различной ширина. По памяти РП6-9 - шестомный, ширина ленты 9 мм, РПС2-симметричный, двухомный. Кроме того не всегда между стоком и нагрузкой должен быть кабель, иногда возможно непосредственное соединение стока и нагрузки.

[Tano]

To tsww.
За информацию о кабелях большое спасибо.
Но " между стоком и нагрузкой" по условиям должно быть 5...30 метров.
И сейчас уточняется сколько реально можно сделать: 5, 10 или 30 метров.
Заказчик естественно хочет 35 метров.....

[VNS]

...В генераторе импульса я выровнял плоскую вершину импульса до +/- 0,1 % и не хотелось бы чтобы она исказилась.
To tsww.
...А что есть коаксиальные кабеля ("пропускающие" 40 А) с много меньшим волновым сопротивлением чем 50 Ом, в широком доступе.

Если нужна плоская вершина, то введите предискажения импульса на входе согласующего трансформатора.
40 А это амплитуда тока импульса. Какая частота следования импульсов? Это определит среднее значение тока.

[Tano]

To VNS.
"то введите предискажения импульса" . Сейчас так вообщем-то и сделано внутри генератора... и на выходе генератора (= входе пинии) получается
хорошая "плоская вершина". Вы предлагаете это удовольствие перенести на выход линии = вход нагрузки. Мысль хорошая. Правда из-за разбросов
параметров и длин кабелей придётся расчитывать предискажения в реальном времени. Нагрузка на мозги (мои и процессора) возрастёт. Но может
быть таким способом 30 метров и получим. Спасибо за мысль.
" Какая частота следования импульсов?" Очень низкая. Можно считать что период = 5 секунд.

[__Sergey_]

Задачу, в том виде как Вы ее формулируете, влоб не решить чисто физически!
Давайте подробности: что за устройство, какие параметры?

[tduty5]

"Возможен вариант согласующего трансформатора с объёмным витком."
Это как? Постоянную составляющую полезного сигнала надо тоже принимать. Но всё равно спасибо за мысль.
Решение (если оно существует) этой задачи оказалось не простым. Поэтому условия придётся ослабить.
Внешними доработками (не входящими в задачу согласования кабелей) задачу согласования попробовать
решить с такими условиями:
Активная нагрузка - 2 Ома
Полоса частот 0...300 МГц.
Длительность импульса до 100 мкс. (Здесь ничего поделать нельзя).
За ответы заранее спасибо.

Какая минимальная длительность импульса? Какова длительность фронта и спада (по 0.1-0.9). Какое напряжение при ваших 40 амперах?

[Tano]

To __Sergey__.
"Задачу, в том виде как Вы ее формулируете, ВЛОБ не решить чисто физически!".... здесь Вы скорее всего правы...
"Давайте подробности: что за устройство, какие параметры?" до пунктов ТЗ не хотелось бы опускаться.....
Ну только чуть-чуть: это устройство возбуждения манганинового датчика. Параметры импульса возбуждения описаны выше...
To tduty5.
"Какая минимальная длительность импульса? Какова длительность фронта и спада (по 0.1-0.9). Какое напряжение при ваших 40 амперах?"
Минимальная длительность импульса -50 мкс. Длительность фронта - 200 нсек.
Напряжение на выходе генератора при моих 40 амперах - 40 Вольт.
Предыдущие обсуждения натолкнули меня на схемотехническое решение которое привело к положительным результатам.
(Пока в Simulinke). Удалось создать модель управляемого источника тока на 40 (моих) Ампер с внутренним сопротивлением
явно больше 1000 Ом. Так что задача согласования упрощается... на сколько? Сейчас думаю...

[__Sergey_]

А поставить схему возбуждения непосредственно на датчик совсем никак нельзя? Там температуры запредельные, или датчик уничтожается взрывом при каждом измерении?
Может попытаться сделать кабель коротким - это порядка нескольких метров при 200 нс фронтах и скомпенсировать его влияние?
Длина кабеля какая?

[Tano]

To __Sergey__.
"датчик уничтожается взрывом при каждом измерении" - именно так...
"Длина кабеля какая?" Как можно длиннее ... в пределах разумного. Сейчас это 5...6 метров.
Хотят 30.

[__Sergey_]

To __Sergey__.
"датчик уничтожается взрывом при каждом измерении" - именно так...
"Длина кабеля какая?" Как можно длиннее ... в пределах разумного. Сейчас это 5...6 метров.
Хотят 30.

Два пути:
1. Поставить возбудитель прямо на датчик и смириться с потерями оного. Там нужен один транзистор и конденсатор, по идее можно 10-ю уе обойтись вместе со сборкой. Транзистор лучше в режиме эмитерного, или истокового повторителя включить, подобрать не по мощности а по максимальному импульсному поглощению энергии. Можно рассматривать и мосфет и биполярник - тут сходу не скажу что будет лучше. Конденсатор - полимер.
2. Взять 16-30 парный кабель 100-омных витых пар и скрутить их в параллель. Достаточно будет получить 3-6 омный импеданс линии, а далее подсогласовать резисторами с обоих концов и сделать более мощный генератор импульсов.

Сообщение отредактировал __Sergey_ - Dec 19 2014, 15:17