Я разрабатываю направленный ответвитель на 250МГц, на тороидальных сердечниках. Схема примерно такая.
Используя ферритовые сердечники M20ВН К7х4х2 я вижу, что мне немного не хватает частотного диапазона. У меня идет завал характеристик, не хватает направленности. Видно, что появляется реактивность примерно с 210МГц.
Просмотрев известных мне производителей я вижу, что ферритов менее мю = 20 не найти.

Вопрос: А чем мне грозит использование сердечников из магнитомягких металлических порошков например ИП14 или МП14 того, же феррит-домена. (или сердечников Amidona -17 (4,0), -0 (1), -2 (10) и т.д.)?
Добротность будет меньше? мне нужно будет больше объёма колец?

Попробовать намотать на таких сердечниках я пока не могу, т.к. их у меня пока нет. Вот решил спросить. Стоит пробовать или нет?
Буду рад, если пошлёте меня к хорошей книжке по данной теме (Рэд и книжки амидона уже всё вдоль и поперёк прочитал).

А почему обязательно на ферритах? Можно и на полосковых линиях. Какая мощность у Вас через ответвитель?

У меня габариты не позволяют. Нужно падающую + отраженную в стесненных условиях отсека. Мощность около 20Вт. В прошлой итерации НО был на сильно укороченых микрополосковых линиях. Были одни проблемы, особенно с линейностью в диапазоне частот и развязка получалось очень большой. Эти проблемы в конечном итоге приводили к нестабильности на температуре в диапазоне частот.
Мы по измеряли и нам немного, прям чуть чуть не хватило верхнего диапазона частот. А все остальные параметры хорошие.

Может я где-то чего-то недоглядел?

Если нужна компактность, можно попробовать по схемотехнике КСВ-метров КВ-диапазона: трансформатор тока на феррите и небольшие компенсирующие емкости с двух сторон, Вы наверное, видели такие.

Мы как раз по такой схемотехнике делаем. Немного не хватает высокочастотности

Высокочастотность можно вытянуть, минимизируя паразитные реактивности, но за счет феррита - вряд ли. Можно, например, попробовать вместо кольца взять ферритовую трубку, или склеить трубку из колец.

В самой партии феритов, разбежка по проницаемости может достигать 30%, это видно если намотать на кольце 10-100 витков, а потом померять индуктивность на виток, если у вас есть хотябы 100 колечек, можете попробовать подобрать себе нечто вразумительное, я думаю что из партии в 100 шт, 10 более подходящих к вашей задаче найдется. Я так и делал, пришлось всю партию классифицировать на более "красивые" и менее "красивые" ферриты )) Заморочки еще те, но когда выбор не велик, можно и поковыряться)) Габариты можно сократить , наверно если ответвитель сделать на сильно-связанной линии, те не на боковой связи, а на лицевой, те широкой стороной, а коэффициент связи подобирать площадью перекрытия полосок.

Был опыт использования АльСиФер-а, и прочих низкодобротных вещей, у них есть какое то ограничение по мощности, видимо связано с добротностью, те тот же альсифер просто грелся как утюг на 10 Вт 200МГц , от размеров кольца сильно не зависело, 2-3 кольца, картинка не сильно отличалась.

Не не, так там не получится. При измерении параметров на линии видно, что пока колечко "работает" точка на диаграмме Смитта находится в центре и ничего согласовывать не надо. Как только колечко "перестаёт работать", это видно по нарезанию кругов на диаграмме Смитта. И после этого все параметры портятся. Пропадает направленность и изоляция. Я конечно поигрался с ёмкостями, но улучшение параметров нет.
Кстати да. Про конденсаторы. Для измерения и подключения мы используем технологическую платку на которой китайские соединители BNC. Вот их то больше нужно согласовывать. Мы проверяли это подпаивая 49,9Омный резистор. Итог: требуют подпаять около 1.7...4.4пФ в точку пайки соединителя на плату.


Не могу, я делать выборку. У нас серийное производство. Куда потом продавать горы "плохого" феррита. Меня сьедят руководители. А ещё. Я боюсь, что потом регулятор которые настраивает УМы будет меня к какойто матери посылать, т.к. направленности не будет.
Изучил я частотные зависимости магнитной проницаемости от частоты (в каком то файле). Там на моих частотах подьем мегнитной проницаемости, а потом резкий спад. Видимо работаю на резонансе вот и нет стабильности параметров.


Это как будет реализовываться? Я чегото плохо представляю. И в каком параметре я буду выигрывать? Ведь есть требования по длинне связаных линий и от него никуда не уйти...
И ещё, а зачем мне сильная связь, потом же я в теплоту буду выходную мощность рассеивать.


Упс. Пошли незнакомые термины. В этом я не силен. Пойду читать.

Ну вообще-то ЕМНИП альсифер (сендаст) применялся до 2МГц, максимум - 10МГц. Оксифер, или обычный феррит - повыше. Еще выше - карбонильное железо из мелких, что-то меньше микрона шариков - нам его приходилось печь самим на заводе - поставляемое серийно немного, а точнее совсем, не устраивало повторяемостью параметров.
Но здесь надо определиться зачем феррит - то ли это длинная линия, то ли транс.
Что касается М20ВН. Вроде из тройки 20, 30 и 50ВН, двадцатка обладала не лучшими частотными свойствами, во всяком случае, ЕМНИП критическая частота (где тангенс дельта становится 0.1) у 20ВН - 100МГц, у 30ВН - 200МГц. Может лучше взять сердечник 30ВН, но меньшего размера?

Чтобы спроектировать ответвитель, который работает на границе работоспособности феррита по частоте, надо для начала снять полную характеристику поведения сердечника на таких частотах. Тогда станет понятно, феррит превращается просто в кусок диэлектрика или в такой нехилый поглотитель. Если первое- кое-что еще сделать можно, если второе- то менять тип феррита.
Далее. Попробуйте тупо сделать ответвитель на двух сердечниках вместо одного- то же число витков, только все в 2 раза длиннее и сравните результат.
Как у Вас реализована центральная жила? Она центрирована в отверстии в сердечнике или прижата к одному из краев?. Как происходит укладка обмотки связи и какой диаметр изоляции у этого провода?
Т.е Вам надо смирится с мыслью, что вверху диапазона ферритовый сердечник исчезает, превращаясь в неизвестно что. И надо, чтобы конструкция ответвителя оставалась работоспособной с этим "черти чем" и продолжала выполнять функции ответвителя уже чисто на ЭМ связи в пространстве (без использования сердечника).

Это трансформатор. Это не длинная линия с поглотителем EMI.

Спасибо за совет. Принял.


Прошу пояснить. Мне непонятно как это делать. Я ни разу это не делал.
Мои размышления: я измеряю S11 дросселя на колечке втыкая его в откалиброванный кабель линии. Далее используя L, f, и размеры колечка я вычисляю магнитную проницаемость и строю график? Эх, вот только точность будет плохой.
А дальше что? Допустим будет плохо. Что дальше?


Как мы делали. Мы делали НО на колечках, подбирали нужное количество витков. Измеряли. Если всё хорошо, то подавали мощность и смотрели параметры и температуру на мощности. Понемногу размеры колечек росли. Потом стенки отсека стали ограничивать рост размеров колец и мы начали набирать в длину, увеличивая количество колец в сборке (7 шт.).



Мощность 20...25Вт.
кольца M20ВН К7х4х2. По 7шт в каждом дросселе. Склеены. И обмотаны плёнкой.
Намотано 8 витков провода - диаметром помоему 0,5. Намотка равномерная на 3/4 сектора. Оставшейся четвертю два дросселя соприкасаются друг с другом.
По центру проходит силовой провод 1,0. Центральный провод без экрана, без каких либо трубочек, т.к. там и так места мало.
Потом все внутренности будут заливаться ВГО и приклеиваться на плату.

А про ЭМ моделирование: Вроде и так всё до банального просто должно быть. И изучая литературу и радиолюбительские конструкции я не видел ничего, такого, чтоб можно было всё исправить. Если для такого случая и на таких частотах делать цепи коррекции, то они помоему будут больше самого НО.

Почитал я Ваши мысли и подумал.
Похоже всё опять сводится к покупке других сердечников. Оцениваю - мной макетирование проведено было плохо.
Щас пойду к начальству и снабженцам. Надо бы вазелин прихватить

Спасибо за советы

Дык у Вас еще и мощность есть немалая, с этого надо было начинать в описании задачи

Одно с другим выглядит немного дико. К7х4х2 можно в измерительной линии на доли ватта применять.
А при 20 Вт надо смотреть в сторону К20 как минимум или еще по-более.



Без дросселя- просто надеть кольцо на центральный проводник воздушной линии типа 7/3. Скалибровать сначала VNAшку без кольца- только воздушная линия. Потом надеть кольцо и провести цикл измерений. Опубликовать график полученного тут. Промерять несколько колец для статистики.
Вот только поскольку Вы работаете с мощой, то тут измерения малосигнальных параметров мало помогут. Надо измерять поведение феррита на полной мощности. Если есть внешний измерительный (широкополосный и согласованный) усилок и VNA имеет опции для такой работы (направленники и нагрузки выдержат такую мощу) то проблем нету. А иначе приходится стенд городить из подручных материалов и мерять что получится- например не векторно, а скалярно или просто потери и перегрев феррита. Главное, промерять тенденцию от частоты выше и ниже рабочей- тогда поведение феррита будет понято более точно. Хотя бы что то такое как на рисунке.

Есть опыт применения Амидоновских колец в КСВ-метрах КВ диапазона (до 50МГц). Стандартно я применяю К20 из материала 30ВЧ, но как-то закончились, а очень надо было сделать партию Поставил Т80-26 (!) - все работало отлично .

Можно поэкспериментировать с материалом -10 (проницаемость 6) и -17 (проницаемость 4). Материал -10 вроде самый удачный по потерям на ВЧ. А вообще, ИМХО, смотрите конструктив - на широкополосность таких решений он очень сильно влияет.


Зачем ему на 20Вт кольца К20 Главное, чтобы сердечник не входил в насыщение, а на это будет влиять кол-во витков и нагрузочное сопротивление. Мои девайсы с кольцами К20 нормально работают на КВ при мощностях до 12кВт - главное уметь правильно готовить это дело ...


Вы бы уточнили, что Вам нужно именно НО или измеритель КСВ?


И что Вы хотите от такого исполнения? Как я понимаю у Вас один трансформатор тока, а второй трансформатор напряжения? ИМХО, избавьтесь от второго и сделайте по типу КВ КСВ-метров (прочитайте пост Professor'а еще раз), заодно и транформатор тока не нужно будет городить из 7колец (хватит 1..2), правда потребуется подстройка скорее всего...

Это справедливо пока кольцо полностью феррит- то, что намагнитит виток первички- размагнитит ток вторички. Поэтому колечко К20 будет работать на киловаттах на КВ (хотя и горячее будет) а на УКВ на сотне ватт нагреется и рассыпится- потери в материале начинают расти, передача энергии во вторичку становится менее эффективна итд.

Позволю с Вами не согласится по двум причинам:
1. Если колечко приходит в насыщение, то появляются прямые потери на большой мощности. Или по другому сформулирую - будут увеличиваться потери при увеличении мощности. Это всё отлично видно при развертке по мощности.
2. Если п.1 нормально выполняется, то проверяется колечко на нагрев и перегрев. Мы исходили из принципа +10...15 градусов норма.
кстати если устройство линейное, то измерительная мощность не важна.

Я видимо из молодого поколения и с воздушной линией 7/3 ни разу не сталкивался. Не работал, не знаю. Пойду самообразовываться. Пойду у гугла спрошу. А у Вас книжка на эту тему есть?
А есть ещё какие нибудь варианты измерения МЮvsFREQ?

Мне нужен НО. Сигнал с которого управляет АРМ и защитой у усилителя. Потери в НО должны быть минимальны. Габариты ограничены заделом по железу.

Это просто напросто один из вариантов исполнения НО на трансформаторе. Он не плохой и не хороший, он просто чуточку другой.
В варианте который предложил профессор опорный сигнал берется с центральной жилы через ёмкостной делитель. Для нормальной работы которого необходимо правильно подобрать коэффициент деления.
В моём варианте основное достоинство, что оба плеча симметричны и не требуют никакой настройки и подстройки. При монтаже я просто буду выбирать лучшее плечо.
Почему в варианте профессора НО лучше? Я непонимаю.

Кстати, а как надо было делать НО? Я с благодарностью приму рекомендации по изготовлению НО. т.к. сам его делаю первый раз. Но, для каждой рекомендации я буду спрашивать: почему так? какой выигрыш?...

Я вот непонял почему это за счет феррита нельзя? т.е. развивая мысль дольше можно будет сказать, что М2000 и М20 одинаковы?
А вот трубку мы какраз и сделали. Так сказать дошли руками.
Я пробовал делать не симметричную намотку, т.е. мои 8 витков наматывать на 1 четверть кольца. Сильно влияния не оказывает. Хотя в литературе говорится, что мю должно немного уменьшаться.

Примечание:
Это мой вариант исполнения. Только немного размеры и параметры другие.

От сюда

Как я понял проффессор предлагает такой вариант

от сюда

В обоих вариантах трансформатор тока служит для выделения пад/отр...

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.

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
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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).
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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.

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

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?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла


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.

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.

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

Менять 0,5ом на 5,1 - неправильно. Все эти рассмотренные схемы предствляют собой сбалансированные мосты и такая замена может привести к сильному исходному разбалансу. Через резисторы 5ком поступает в точки суммирования напряжение с линии, его можно заменить на небольшую емкость (чтобы реактивное сопротивление на рабочей частоте также было около 5 ком), лучше в виде подстроечного конденсаторчика. Получить подстроечный конденсатор относительно основного провода, по которому проходит мощность можно намотав на этот провод несколько витков изолированного медного одножильного провода. Можно попробовать провод в эмали диаметром 0,6-08мм, но если емкость буде слишком большая, надо взять провод в более толстой ПВХ-изоляции.
Наличие настроечных элементов здесь жизненно необходимо, особенно если у Вас серийное производство. Допустим, Вы собрали один экземпляр НО, у которого получили приемлемые параметры, но не факт, что следующий экземпляр получится работоспособным. И дело здесь не в тщательности, а скорее в технологических разбросах параметров комплектующих изделий.

Вы хоть логику работы этого девайса поняли, если так свободно обращаетесь с номиналами? Отношение волнового сопротивления кабеля (50 ом) к токовому шунту 0.5 ом (50/0.5=100 или 20 дб) должно равняться коэффициенту деления в делителе с центральной жилы (5000/50)=100 или 20 дБ И только в этом случае направленник будет сбалансированным и будет показывать что то разумное.
Конструктивно это выглядит так. При желании можно распрямить кабель и сделать все на одной оси.

Спасибо. Исправлюсь.


Спасибо за пояснения.
Исправлюсь.

1. А какие прямые потери НО получаются у Вас? Сколько норма?
2. Это нормально использовать в 50Омном тракте очень большие (5кОм) и очень маленькие (0,5Ом) номиналы элементов? Это же очень опасно в свете паразитных наводок на большой резистор или окисляющихся проводников изменяющих сопротивления маленьких резисторов. Это из требования долговременной безотказной работы.

Не очень. Т.е калиброванный (измерительный а не попугаемеряющий) направленник на 30 дб сделать практически невозможно. На 20 дб получается более-менее. Я использую подобные направленники на более высоких частотах и приходится ограничиваться 15-17 дб именно в силу проблем с минимальными и максимальными сопротивлениями и их паразитными параметрами на ВЧ. Тут еще проблема с мощностью через направленник- у меня мощности маленькие, до 1 ватта. Можно использовать обычные прецизионные SMD резисторы. А для мощи в 100 ватт видел, как заказывали специальный шунт- керамическая трубка надевалась на центральную жилу кабеля, диаметр трубки был близок к диаметру оплетке кабеля и на все это пылилось металлопленочное покрытие до получения калиброванных то ли 0.2 ома то ли 0.25. При этом толщина покрытия требовалась одинаковая по окружности, т.е керамический сердечник вращался в вакуумной камере при напылении и его сопротивление тоже контролировалось прямо в вакуумной камере (чтобы потом небыло подгонки стачиванием абразивом, как у обычных резисторов).
Потери обычно 0.2 0.3 дб, в основном от раземов.

Я тут немного помоделировал и попытался сделать направленник используя ТДЛ по предложенной Вами схеме. Вот результаты:
1. Моделировал в AWR. Пример подели ТДЛ для AWR взял из проекта Push-pul -ного усилка POLYFET. Помоему LX401.
Схема
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Графики при Rн(PORT2) = 50Ohm
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Графики при Rн(PORT2) = XX
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Графики при Rн(PORT2) = КЗ
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Проект в AWR 2008(MWO-225, 8.02r build 4240 Rev.1)
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вроде всё нормуль. И настраивается хорошо и вроде всё логично.

2. Попробовал сделать физическую реализацию.
Как я понял связь у меня большая. Видимо паразитные наводки прут. Даже ставя резистор в 0,5Ом всё равно приходится вместо 5Ком ставить 100...150Ом. Настраиваю следующим образом: Подбираю высокоомный резистор таким образом, чтоб при согласованном порте нагрузки было минимальное значение сигнала на отр. А при рассогласованнии, на порте "отр" автоматически много наводится.
И прямые потери как следствие большой связи получаются не менее 2дБ, что очень и очень плохо для моего усилка. КСВ канала не более 1,3.
Результаты меня не устраивают


Похоже мне придётся вернуться к своей первоночальной схеме. Жду ВЧ ферриты других типов от снабженцев.
А ещё я недавно посмотрел продукцию от MiniCircuits и там 80% НО сделано по моему варианту. и ничего, работают до 3ГГц.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Физические реализации. У Mini-Circuits ферит u=125

Спасибо. Ваши фотки очень ценные.
А Вы можете измерить частоту резонанса при которой данные ферриты перестают работать? Например намотать несколько витков на колечко и при помощи VNA и диаграммы смитта измерить частоту...
И вообще была бы сказка если бы удалось узнать марку феррита.

Кстати у минициркуитс ферриты в разных плоскостях. Странно, я сколько не проводил эксперименты с экранировнием, каких либо тенденций не обнаружил.

Возможно, Вас заинтересует - http://dl2kq.de/pa/1-2.htm

Пора отчитаться.
Суть вопроса. У меня не получалось сделать направленник на частоты более 250МГц, которые стоят на выходе усилителя.

Для проверки правильности мы заказали сердечники из более высокочастотного материала.
Заказали:
Кольцо -17 Amidon (u=4, 20-200MHz)
кольцо -12 Amidon (u=4, 50-200MHz)
кольцо -10 Amidon (u=6, 30-100MHz)
бинокль М9ВН2 ПЯ0707789ТУ
кольцо М7ВН ПЯ0707074ТУ
Все примерно одного размера.

Делали по принципу тарансформатор тока-трансформатор напряжения, вот в этом файле на стр.3. Собирали в стопки из колечек. Пока из 7 колечек, чтоб мощность держал. Размеры направленника получились около 16мм х 16мм х 8мм.
На всех колечках получилось оптимальное соотношение витков = 6...8. Принцип оптимальности - минимальные прямые потери и лучшая развязка, чтоб мощу не терять. Если больше, то потери растут и направленность падает из-за взаимо влияния. Если меньше, то потери растут.

Цифры такие, (это на 250МГц):
Прямые потери - менее 0,4дБ
Направленность более 10дБ
Развязка - 14...16 дБ
Неравномерность падающей мощности - менее 0,5дБ в диапазоне от 200МГц до 250МГц
Неравномерность отражённой мощности - около 2дБ в диапазоне от 200МГц до 250МГц (от 30дБ до 27дБ). пролазят помехи как ни как.

Если делать на биноклях, то прямые потери сразу от 0,8дБ. Что для выхода передатчика очень много.

По всем входам ответвителя необходимо ставить согласующую ёмкость от 1 до 3пФ.
Центральный проводник нужно жёстко фиксировать иначе всё плавает. Мы фиксировали засовывая в трубочку, которая за счет своей толщины центрирует центральный провод.

Пока на большой мощности не успели проверить. Чуток попозже, когда усилители регулировать начнут.

Из этих материалов выбрали отечественные кольца М7ВН ПЯ0707074ТУ, т.к. у нас рекомендуется применять отечество, да и по параметрам они почти не проигрывают импорту.

Спасибо за отчет) возможно ли фото конструкции?)

Читай тему внимательнее.

В связи с обнаружением метрологической ошибки при измерении биноклей немного уточню.

Если делать на биноклях, то прямые потери будут 0,42дБ. И направленность чуть хуже по сравнению с колечками.

Итог:
1. Из этих материалов выбрали отечественные кольца М7ВН ПЯ0707074ТУ, т.к. у нас рекомендуется применять отечество, да и по параметрам они почти не проигрывают импорту.
2. Или бинокли, которые более технологичны, и проще в изготовлении.
Скоро будем пробовать по мощности. Там уж и определимся