อุปกรณ์จับคู่เสาอากาศ เครื่องปรับเสาอากาศ. โครงการ หม้อแปลงบรอดแบนด์ในการจับคู่เสาอากาศ หม้อแปลง RF สำหรับเสาอากาศ HF

หลานชายพินอคคิโอ

เมื่อตรวจสอบการคำนวณเสาอากาศสากลสำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมอีกครั้ง ฉันพบรุ่นที่ทำจากสายโคแอกเชียลและสำหรับช่วง 435 MHz มันไม่มีเสน่ห์ บางอย่างระหว่างเสาอากาศที่พังบนเกาะทะเลทรายกับเสาอากาศที่ประกอบจากต้นคอร์ก (จุกจากขวดไวน์) แต่ฉันแน่ใจว่ามันใช้งานได้ และเป็นไปได้มากว่าพารามิเตอร์จะเหมือนกัน :-) คุณสามารถเห็นสิ่งที่ช่างทำตู้ทำด้วยตัวเองหรือ Catterpiller ลูกชายของเขา ... หรือ Pinocchio หลานชายของเขา :-)

อันที่จริง ปัญหาหลักประการหนึ่งในการสร้างรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสได้รับการแก้ไขแล้ว หากคุณอ่านและดูคำอธิบายของเสาอากาศเหล่านี้บนเว็บไซต์ของฉัน แสดงว่าคุณให้ความสนใจ: หากองค์ประกอบไม่ได้ทำจากท่อหนา แสดงว่าโครงสร้างไม่มีความแข็งแรงเชิงกล ในภาพด้านล่าง เสาอากาศของฉันหลังจากตกลงสู่พื้น ฉันทราบ - บนพื้นหญ้าอ่อน ความคุ้มครองในสวนของฉันไม่เลวร้ายไปกว่าที่เอมิเรตส์สเตเดียม และอันนี้สามารถบรรทุกในท้ายรถได้ :-) แบบเดียวกันซึ่งทำจากเหล็กเท่านั้นอยู่ใน AO-7

ปัญหาของการจับคู่อิมพีแดนซ์อินพุตของสายอากาศกับอิมพีแดนซ์คลื่นของตัวป้อน ตลอดจนความสมดุลของเสาอากาศสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นนั้นยังคงมีความเกี่ยวข้องอยู่เสมอ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการแสดงความสนใจเป็นพิเศษในอุปกรณ์เปลี่ยนรูปและจับคู่บนวงแหวนเฟอร์ไรต์ นี่เป็นเพราะอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถมีขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูง (สูงถึง 98%) นอกจากนี้ยังไม่แสดงคุณสมบัติเรโซแนนซ์เมื่อช่วงความถี่ซ้อนทับกันหลายอ็อกเทฟ (เช่น ตั้งแต่ 1 ถึง 30 MHz) ซึ่งสะดวกเป็นพิเศษเมื่อใช้งาน เสาอากาศแบบมัลติแบนด์("สี่เหลี่ยมจัตุรัส", "INVERTED V" , ไตรแบนด์ 3 องค์ประกอบ "ช่องคลื่น" เป็นต้น)

ในหม้อแปลงบรอดแบนด์นั้นขดลวดจะทำในรูปแบบของสายส่งยาวสองสาย (ขึ้นอยู่กับสายโคแอกเชียลหรือเป็นเนื้อเดียวกัน) พันบนวงแหวนเฟอร์ไรต์ การออกแบบขดลวดนี้ทำให้สามารถกำจัดการเหนี่ยวนำการรั่วไหลและลดการเหนี่ยวนำของสายไฟได้

สัญลักษณ์สำหรับหม้อแปลงบนเส้นยาว (TLL) ซึ่งนำมาใช้ในบทความ โดยมีการพันหนึ่งเส้นจากเส้นสองเส้นแสดงในรูปที่ 1.a มีหลายอัน (ในกรณีนี้คือสองอัน) - ในรูป 1.b.

บนมะเดื่อ 2 แสดงการรวม TDL ด้วยอัตราส่วนการแปลงเป็น n=1

หม้อแปลงประกอบด้วยขดลวดในรูปแบบของเส้นยาวสม่ำเสมอบนวงจรแม่เหล็กเฟอร์ไรต์รูปวงแหวน ความยาวทางไฟฟ้าของมันคือ P=2pl/L โดยที่ l คือความยาวทางเรขาคณิตของเส้น L คือความยาวคลื่น (แลมบ์ดา) เนื่องจากในระหว่างการแพร่กระจายของคลื่นความถี่สูงกระแสที่ไหลผ่านตัวนำของเส้นมีค่าเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้ามวงจรแม่เหล็กจะไม่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กซึ่งหมายความว่าพลังงานจะไม่สูญหายไปในเฟอร์ไรต์ เมื่ออิมพีแดนซ์คลื่นของเส้น g ตรงกับความต้านทานของแหล่งกำเนิด Rg และโหลด Rl ในทางทฤษฎีแล้ว TDL จะไม่มีความถี่ขอบเขตล่างและบน ในทางปฏิบัติ ความถี่ในการทำงานสูงสุดจะถูกจำกัดเนื่องจากตัวเหนี่ยวนำตะกั่วและการแผ่รังสีของเส้น

ควรให้ความสนใจกับความไม่ชอบมาพากลของ TDL ซึ่งประกอบด้วยแรงดันไฟฟ้าสองประเภท: แอนติเฟส U ซึ่งทำหน้าที่ระหว่างตัวนำเส้นและกำหนดโดยกำลังสัญญาณและโหมดทั่วไป (หรือตามยาว) V เนื่องจากความไม่สมมาตรของโหลดและขึ้นอยู่กับตัวเลือก ของการเปิดสวิตช์ของหม้อแปลง

วิธีการสร้างแรงดันไฟฟ้าโหมดร่วมซึ่งทำหน้าที่ระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและโหลด เช่น บนเส้นเหนี่ยวนำ Ll จะเห็นได้ชัดเจนจากรูปที่ 3

เห็นได้ชัดว่าตัวนำของสายยาวปัดโหลดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหากกระแสโหมดทั่วไปไหลผ่าน การแนะนำของวงจรแม่เหล็กจะเพิ่มความเหนี่ยวนำของขดลวดอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความต้านทานต่อกระแสโหมดทั่วไป และลดผลกระทบของการปัดลงอย่างมาก ในขณะเดียวกัน วงจรแม่เหล็กจะไม่ส่งผลกระทบต่อการแพร่กระจายของคลื่น เนื่องจากมีโหมดคลื่นเคลื่อนที่ (Rg=g=Ri) ให้ไว้

มีหลายวิธีในการสร้าง TDL ด้วยปัจจัยการแปลงจำนวนเต็ม n ตัวอย่างเช่น คุณสามารถปฏิบัติตามกฎต่อไปนี้ ขดลวด (ต้องมี n) ทำจากส่วนของเส้นลวดสองเส้นที่มีความยาวไฟฟ้าเท่ากัน ขดลวดแต่ละอันวางอยู่บนวงจรแม่เหล็กวงแหวนแยกประเภทเดียวกัน อินพุตของเส้นจากด้านบนเชื่อมต่อเป็นอนุกรมโดยที่ด้านล่างขนานกัน

โดยทั่วไป วงจรสวิตชิ่งของ TDL ที่มีอัตราส่วนการแปลงจำนวนเต็ม n จะแสดงในรูปที่ สี่

ที่นี่ความสัมพันธ์ Rg=n2Rn, U1=nU2, g=nRn ถูกต้อง

บนมะเดื่อ 5 แสดงตัวเลือกต่างๆ สำหรับเปิด TDL

เป็นไปได้ที่จะสร้าง TDL บนวงจรแม่เหล็กเดียว แต่ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดต่อไปนี้ ประการแรก จำนวนรอบของแต่ละเส้นจะต้องเป็นสัดส่วนกับค่าของแรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปที่ทำหน้าที่ระหว่างปลายของเส้นนี้ เนื่องจากขดลวดเชื่อมต่อกันด้วยฟลักซ์แม่เหล็กทั่วไป ประการที่สอง ความยาวทางเรขาคณิตของเส้นทั้งหมดจะต้องเท่ากัน ขึ้นอยู่กับตัวเลือกในการเปิด TDL อาจเกิดขึ้นได้ว่าบางเส้นต้องวางบางส่วนหรือทั้งหมดไม่ได้อยู่บนแกนแม่เหล็ก

ในการกำหนดจำนวนรอบในขดลวดจำเป็นต้องคำนวณแรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไป Vk ในแต่ละบรรทัด

ใน TDL ที่มีอินพุตและเอาต์พุตแบบไม่สมมาตร (ประเภท NN รูปที่ 5, a)

ในการกลับด้าน (ประเภท NN, รูปที่ 5, b) Vk \u003d (n-k + 1) Un;

ด้วยอินพุตที่สมดุลและเอาต์พุตที่ไม่สมดุล (ประเภท SN, รูปที่ 5, c)

Vk \u003d (n / 2-k) ยกเลิก;

ด้วยอินพุตที่ไม่สมดุลและเอาต์พุตที่สมดุล (ประเภท NS, รูปที่ 5, ง)

Vk \u003d (n + 1/2-k) อูน;

ด้วยอินพุตและเอาต์พุตแบบสมมาตร (ประเภท SS, รูปที่ 5, e)

Vk \u003d (n / 2 + t / 2-k) ยกเลิก

ในสูตร n คืออัตราส่วนการแปลง k คือหมายเลขซีเรียลของบรรทัด นับจากด้านบน Un คือแรงดันที่โหลด

สูตรเหล่านี้เป็นสูตรดั้งเดิม เมื่อกำหนดอัตราส่วนของจำนวนรอบในขดลวดที่วางบนวงจรแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น ถ้า TDL ที่มีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงเป็น n=3 เปิดอยู่ตามโครงร่างที่แสดงในรูปที่ 5, a จากนั้น V1:V2:V3=w1:w2:w3=2:1:0 จากนี้ไปบรรทัดบนในรูปจะถูกวางไว้อย่างสมบูรณ์บนวงจรแม่เหล็ก (w1) บรรทัดที่สองมีเพียงครึ่งหนึ่งของรอบ (w2 = w1/2) และบรรทัดที่สาม (w3 = 0) ควรเป็น บนวงจรแม่เหล็กอย่างสมบูรณ์ ความยาวทางเรขาคณิตของเส้นทุกเส้นเท่ากัน

เมื่อจับคู่ "ช่องสัญญาณคลื่น" ซึ่งมีอิมพีแดนซ์อินพุต 18.5 โอห์ม กับสายโคแอกเชียล 75 โอห์ม โดยใช้ TDL (ต่อวงจรตามรูปที่ 5, ง) ด้วยอัตราส่วนการแปลง 2 อัตราส่วนของ การเลี้ยวที่คดเคี้ยวเท่ากับ w1: w2 = (2 + 1 / 2-1: (2 + 1 / 2-2) \u003d 3: 1 ซึ่งหมายความว่าในวงจรแม่เหล็กขดลวดบนในรูปควรเป็นทั้งหมด และส่วนที่สอง - เฉพาะส่วนที่สามเท่านั้น

เมื่อความยาวของเส้นสำหรับขดลวดน้อยกว่าความยาวคลื่นในการทำงานมาก TDL สามารถทำให้ง่ายขึ้นได้: เส้นที่แรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปเป็นศูนย์ แทนที่ด้วยจัมเปอร์ ตัวอย่างเช่น ในกรณีนี้ TDL แบบสามขดลวด (รูปที่ 5, e) จะถูกแปลงเป็นแบบสองขดลวด (รูปที่ 6)

ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของ TDL ขึ้นอยู่กับว่าอิมพีแดนซ์ของคลื่นแตกต่างจากค่าที่เหมาะสมมากน้อยเพียงใด และอัตราส่วนของความยาวทางไฟฟ้าของเส้นและความยาวคลื่นคือเท่าใด ตัวอย่างเช่น หาก c แตกต่างจากค่าที่กำหนดสองครั้ง ดังนั้นการสูญเสียใน TDL คือ 0.45 dB สำหรับความยาวสาย lambda/8 และ 2.6 dB สำหรับ lambda/4 บนมะเดื่อ รูปที่ 7 แสดงการพึ่งพาสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของ TDL ด้วย n=2 บนความยาวเฟสของเส้นสำหรับค่าสามค่าของ g

การคำนวณที่ระบุแสดงให้เห็นว่าหากใช้เส้นที่มีค่า y ที่เหมาะสมที่สุด อัตราส่วนคลื่นนิ่งใน TDL จะไม่เกิน 1.03 สำหรับความยาวเส้น lambda/16 และ 1.2 สำหรับความยาวเส้น lambda/8 จากนี้ เราสามารถสรุปได้ว่าพารามิเตอร์ TDL ยังคงเป็นที่น่าพอใจเมื่อความยาวของเส้นลวดสองเส้นน้อยกว่าแลมบ์ดา/8

ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการคำนวณ TDL คืออัตราส่วนการแปลง n ตัวเลือกในการเปิด TDL ขีดจำกัดล่างและบนของช่วงความถี่การทำงาน (เป็นเฮิรตซ์) กำลังสูงสุด Pmax ที่โหลด (เป็นวัตต์) โหลด ความต้านทาน Rn (เป็นโอห์ม) และอิมพีแดนซ์คลื่นของตัวป้อน g (เป็นโอห์ม) การคำนวณดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้

1. กำหนดค่าความเหนี่ยวนำขั้นต่ำของตัวนำเส้น Ll (ในเฮนรี) จากเงื่อนไขที่

Ld>>Rg/2fn.

ในทางปฏิบัติ Ll คุณสามารถใช้เวลา 5 ... 10 มากกว่าอัตราส่วนที่คำนวณได้ Rg ถึง 2fn

2. ค้นหาจำนวนรอบ w ของเส้นบนวงแหวนของวงจรแม่เหล็ก:

โดยที่ dcp คือเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของวงแหวน (เป็นซม.) S คือพื้นที่หน้าตัดของวงจรแม่เหล็ก (เป็นซม. 2) คุณคือการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ของวงจรแม่เหล็ก 3. คำนวณ Ic ปัจจุบันของโหมดทั่วไป (เป็นแอมแปร์) ไหลผ่านขดลวด TDL ที่ความถี่การทำงานต่ำสุด:

Ic=Vc/2pfnLl,

โดยที่ Vc คือแรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปบนสาย คำนวณสำหรับตัวเลือกการสลับเฉพาะตามอัตราส่วนข้างต้น

4. ตรวจสอบการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (ในเทสลา) ของวงจรแม่เหล็ก:

B=4*10 -6 .uIc/dcp

วงจรแม่เหล็กถูกเลือกโดยคำนึงถึงว่าไม่อิ่มตัวด้วยกระแสโหมดร่วม (หรือกระแสตรง ถ้ามี) สำหรับสิ่งนี้ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กในวงจรแม่เหล็กต้องมีลำดับความสำคัญน้อยกว่าการเหนี่ยวนำความอิ่มตัว (นำมาจากหนังสืออ้างอิง)

5. ค้นหาแรงดันไฟฟ้าสูงสุด Upeak ในบรรทัด:

โดยที่ y คือ SWR ในฟีดเดอร์

6. คำนวณค่าที่มีประสิทธิภาพของ Ieff ปัจจุบัน (เป็นแอมแปร์):

7. กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลาง d ของสายไฟ (เป็นมิลลิเมตร) ของเส้นยาว:

โดยที่ J คือความหนาแน่นกระแสที่อนุญาต (หน่วยเป็นแอมแปร์ต่อตารางมิลลิเมตร)

สำหรับอุปกรณ์จับคู่เสาอากาศ TDL แกนแม่เหล็กแบบวงแหวน (ขนาด K55X32X9, K65X40X9) ที่ทำจากเฟอร์ไรต์ 300VNS, 200VNS, 90VNS, 50VNS รวมถึง 400NN, 200NN, 100NN หากจำเป็น แกนแม่เหล็กอาจประกอบด้วยวงแหวนหลายวง อิมพีแดนซ์คลื่นที่ต้องการของสายยาวได้จากการบิดตัวนำเข้าด้วยกันเท่าๆ กัน (ด้วยขั้นตอนที่แน่นอน) (ดูตาราง) ในกรณีของการเชื่อมต่อสายไฟแบบไขว้ c จะต่ำกว่าเมื่อตัวนำที่อยู่ติดกันเชื่อมต่อกัน อิมพีแดนซ์คลื่นของเส้นลวดที่ไม่บิดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 มม. คือ 86 Ω

ลักษณะอิมพีแดนซ์ของสายยาวขึ้นอยู่กับระยะห่างของการบิดและประเภทของการเชื่อมต่อ

* ขนาดเส้นลวด 1 มม.
** ขนาดเส้นลวด 0.33 มม.

เพื่อปรับปรุงพารามิเตอร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปัจจัยความไม่สมมาตร) และในขณะเดียวกันก็ลดความซับซ้อนของการออกแบบหน่วยการแปลงที่เข้าคู่กัน จะใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของ TDL หลายตัวในประเภทต่างๆ

ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้วิธีข้างต้น เราคำนวณ TDL แบบผสมด้วย n=2 ต้องตรงกับอิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศสมมาตร 12.5 โอห์มกับสายโคแอกเชียล RK-50 ความถี่ในการทำงานที่ต่ำกว่าคือ 14 MHz กำลังไฟฟ้าไม่เกิน 200 วัตต์ สำหรับ TDL ควรใช้แกนแม่เหล็กขนาด K45X28X8 (dcp=3.65 cm, S=0.7 cm 2 ) ที่ทำจากเฟอร์ไรต์ 100NN (การเหนี่ยวนำความอิ่มตัวจำเพาะคือ 0.44 T/cm 2 )

ปล่อยให้ขั้นตอนแรกที่มีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง n=2 ของคอมโพสิต TDL (รูปที่ 8) ถูกเปิดใช้งานตามรูปแบบของรูปที่ 5, a, 1 วินาที (โดย n=1) - ตามโครงการข้าว. 5 นาย

เราคำนวณ TDL แรก

1. ค้นหา Ll:

ลองใช้ Ll เท่ากับ 13.5 μH

2. คำนวณจำนวนรอบของขดลวด:

จำนวนรอบของลวดหนาสองเท่านั้นแทบจะไม่สามารถวางไว้ในหน้าต่างของวงจรแม่เหล็กได้ ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้สองวง ในกรณีนี้วงจรแม่เหล็กจะมีขนาด K45X 28X16 (S = 1.4 ซม. 2) หมายเลขใหม่ w:

3. กำหนดแรงดันสูงสุดที่โหลด:

4. เราพบแรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปบนขดลวดตามวงจรสวิตชิ่ง (รูปที่ 5, a):

V1=(2-1)71=71 V. เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปของขดลวดที่สองคือ 0 ขดลวดนี้จึงถูกแทนที่ด้วยจัมเปอร์ (รูปที่ 6)

5. โหมดทั่วไปในปัจจุบันคือ:

6. เราคำนวณการเหนี่ยวนำแม่เหล็กในวงจรแม่เหล็ก:

B=4*10 -6 *100*9*0.06/3.65=59*10 -6 T ซึ่งน้อยกว่าการเหนี่ยวนำความอิ่มตัวมาก

อิมพีแดนซ์คลื่นของสาย g1=50 โอห์ม

ใน TDL ที่สอง ขอแนะนำให้ใช้วงแหวนเดียวกันกับในครั้งแรก จากนั้น Ll \u003d 13.5 μH, w \u003d 9 รอบ

7. แรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปบนขดลวด V=(2+1/2-1)71=106.5 V.

8. โหมดทั่วไปในปัจจุบันคือ:

L \u003d 106.5 / 2 * 3.14 * 14 * 10 6 * 13.5 * 10 -6 \u003d 0.09 A.

9. การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

B \u003d 100 * 4 * 10 -6 * 9 * 0.09 / 3.65 \u003d 89 * 10 -6 ต.

และในกรณีนี้ จะพบว่าน้อยกว่าการเหนี่ยวนำความอิ่มตัว ความต้านทานคลื่นของขดลวดถูกเลือกประมาณ 12 โอห์ม

เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดสำหรับเส้น TDL ถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดสำหรับขดลวดในหม้อแปลงทั่วไป การคำนวณนี้ไม่แสดงที่นี่

ผู้อ่านที่สนใจอาจสังเกตเห็นความไม่ถูกต้องในการคำนวณข้างต้น (เนื่องจากการใช้ TDL แบบผสม) มันอยู่ในความจริงที่ว่าตัวเหนี่ยวนำ Ll ถูกคำนวณโดยไม่คำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเชื่อมต่อขดลวด TDL ของขั้นตอนที่หนึ่งและสองนั่นคือด้วยระยะขอบที่แน่นอน ดังนั้นในทางปฏิบัติ ใน TDL ของแต่ละสเตจ จึงเป็นไปได้ที่จะลดจำนวนรอบในขดลวดและใช้แกนเฟอร์ไรต์ที่เล็กลง

การใช้การรวมกันของ TDL เดี่ยวต่างๆ ทำให้ได้ TDL ที่หลากหลายพร้อมคุณลักษณะที่ต้องการ

สำหรับ TDL ที่ผลิตขึ้น ควรวัดประสิทธิภาพและค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สมมาตร รูปแบบสำหรับการเปิด TDL เมื่อกำหนดพารามิเตอร์แรกจะแสดงในรูปที่ 9 ที่สอง - ในรูป 10. การสูญเสีย a (เป็นเดซิเบล) ในหม้อแปลงคำนวณโดยสูตร: a \u003d 20lg (U1 / nU2)

ปรับสมดุล TDL (ประเภท NS) ด้วยอัตราส่วนการแปลง n = 1 ทำงานในช่วงความถี่ 1.5 ... 30 MHz พร้อมกำลังขับสูงสุด 200 W เพื่อให้ตรงกับตัวป้อน RK-50 ที่มีอิมพีแดนซ์อินพุตเสาอากาศ 50 โอห์มทำได้บนวงจรแม่เหล็ก 50VNS ขนาดมาตรฐาน

K65X40X9. จำนวนรอบของขดลวดของเส้น (g \u003d 50 โอห์ม) คือ 9 ขดลวด 1-1", 2-2" (รูปที่ 12) จะถูกพันเป็น 2 สาย PEV-2 1.4 ทั้งสองด้านโดยไม่มีการบิด เพื่อให้แน่ใจว่าระยะห่างระหว่างสายไฟมีความคงที่ พวกเขาจะถูกติดตั้งบนท่อฟลูออโรเรซิ่น ขดลวดขนาด 3-3" จะถูกพันแยกกันบนส่วนที่ว่างของวงแหวนด้วยลวดเส้นเดียวกันและความยาวเท่ากันกับขดลวดขนาด 1-1", 2-2" ประสิทธิภาพของ TDL ที่ผลิตได้อยู่ที่ประมาณ 98% ความไม่สมมาตร ค่าสัมประสิทธิ์มากกว่า 300

TDL ที่มีอัตราส่วนการแปลง n=2 (ประเภท NS) ออกแบบมาสำหรับกำลังสูงถึง 200 W จับคู่อิมพีแดนซ์ป้อน 75 โอห์มกับอินพุตเสาอากาศแบบสมมาตร ซึ่งมีอิมพีแดนซ์อินพุต 18 โอห์ม สามารถทำได้บนวงจรแม่เหล็ก 200NN (รูปที่ 13) ที่มีขนาด K65X40X9 ขดลวดต้องมีเส้น 9 รอบจากสาย PEV-2.1.0 หม้อแปลงที่ผลิตขึ้นมีประสิทธิภาพ 97% ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สมมาตรที่ความถี่ 10 MHz - 20 ที่ความถี่ 30 MHz - อย่างน้อย 60

บนมะเดื่อ 14 แสดงแผนภาพการเชื่อมต่อของคอมโพสิต TDL (ประเภท NS) ที่มีอัตราส่วนการแปลง n=3 เสาอากาศที่ตรงกันซึ่งมีอิมพีแดนซ์อินพุต 9 โอห์ม พร้อมสายโคแอกเชียล 75 โอห์ม TDL ออกแบบมาเพื่อทำงานในช่วง 10 ... 30 MHz ที่กำลังสูงสุด 200 W ดำเนินการบนวงแหวน (ขนาด K32X20X6) ของเฟอร์ไรต์ 50VNS วงจรแม่เหล็กของหม้อแปลง WT1 และ WT2 ประกอบด้วยวงแหวน 2 วง ขดลวดและขดลวด L1 ต้องมี 6 รอบในแต่ละรอบ สายยาวและขดลวดทำด้วยลวด PEV-2 1.0 อิมพีแดนซ์สายสำหรับ WT1 - 70 โอห์ม สำหรับ WT2 - 25 โอห์ม TDL ที่สร้างขึ้นมีประสิทธิภาพ 97% ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สมดุลอย่างน้อย 250

ก่อนใช้งาน TDL ควรดำเนินมาตรการเพื่อป้องกันจากอิทธิพลของสภาพอากาศที่เลวร้าย ในการทำเช่นนี้ หม้อแปลงจะถูกพันด้วยเทปฟลูออโรเรซิ่น ใส่ในกล่อง และถ้าเป็นไปได้ ให้เติมด้วยสารประกอบ KLT

วรรณกรรม:

1. Benkovsky Z. , Lipinsky E. เสาอากาศสมัครเล่นของคลื่นสั้นและเกินขีด - ม.; วิทยุและคมนาคม พ.ศ. 2526.
2. Rothammel K. Antennas - ม.: พลังงาน, 2522
3. Zakharov V. ช่องคลื่นเสาอากาศสามองค์ประกอบสามแบนด์ - วิทยุ 2513 หมายเลข 4
4. London S. E. , Tomashevich S.V. - หนังสืออ้างอิงอุปกรณ์หม้อแปลงความถี่สูง - ม.; วิทยุและคมนาคม พ.ศ. 2527
5. Mikhailova M. et al. เฟอร์ไรต์แม่เหล็กอ่อนสำหรับอุปกรณ์วิทยุ-อิเล็กทรอนิกส์- ม.: วิทยุและการสื่อสาร 2526

วิทยุ N 6, 1987, หน้า 26-29

หากเสาอากาศของคุณที่มีแอมพลิฟายเออร์ไม่ได้รับสัญญาณโทรทัศน์ดิจิตอล DVB-T2 ที่เสถียร บ่อยครั้งที่ปัญหาไม่ได้อยู่ที่แอมพลิฟายเออร์นั้นอ่อนแอ แต่ไม่จำเป็นเลย ใช่ใช่ หลังจากการกำเนิดของโทรทัศน์ระบบดิจิตอลภาคพื้นดิน สถานการณ์ที่มีการรับสัญญาณได้เปลี่ยนไปอย่างมากในบางประการ และในหลายกรณี เครื่องขยายเสียงในเสาอากาศกลายเป็นสิ่งไม่จำเป็น ยิ่งกว่านั้น มันกลายเป็นสาเหตุของความไม่เสถียร และบางครั้ง ไม่มีสัญญาณเลย

ฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับสาเหตุของปรากฏการณ์นี้และวิธีการจัดการกับมันแล้ว ดังนั้นฉันจะไม่พูดซ้ำและจะไม่อธิบายว่าทำไมฉันถึงต้องทำใหม่ซึ่งฉันต้องการพูดถึงในบันทึกนี้ กล่าวคือวิธีแปลงแอมพลิฟายเออร์สำหรับเสาอากาศ "โปแลนด์" เป็นบอร์ดจับคู่

สิ่งที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้? ที่จริงแล้วตัวแอมพลิฟายเออร์นั้นสามารถผิดพลาดได้แม้กระทั่งลวด 3 เซนติเมตรและหัวแร้ง ภารกิจ - จากบอร์ดเครื่องขยายเสียงเพื่อสร้างบอร์ดจับคู่ซึ่งไม่สามารถหาซื้อได้ในร้านค้าเสมอไป

มาเริ่มปรับปรุงกันเลย

ในแอมพลิฟายเออร์จากเสาอากาศ "กริด" มีหม้อแปลง balun และเราจะต้องใช้มันเพื่อให้ตรงกับเสาอากาศกับผู้ใช้สัญญาณ ในภาพด้านล่าง หม้อแปลงจะอยู่ในวงกลมสีเหลือง (ในแอมพลิฟายเออร์สำหรับเสาอากาศประเภทอื่น คุณสามารถทำการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันได้เช่นกัน)

คุณไม่จำเป็นต้องบัดกรีทุกอย่างง่ายกว่ามาก บนบอร์ดเครื่องขยายเสียงคุณต้องถอดส่วนที่เกินออกจากด้านข้างขององค์ประกอบวิทยุ กล่าวคือปลดตัวเก็บประจุที่เอาต์พุตของหม้อแปลง (ทำเครื่องหมายด้วยจุดสีแดง) และปลดชิ้นส่วนสายรัดในวงจรเทอร์มินัลซึ่งเชื่อมต่อแกนกลางของสายเคเบิล (ทำเครื่องหมายด้วยสีส้ม)

ความสนใจ! ในเครื่องขยายเสียงที่มีหมายเลขอื่น จำนวนองค์ประกอบและตำแหน่งอาจแตกต่างกัน แต่ความหมายยังคงเหมือนเดิม ถอดหม้อแปลงและขั้วต่อออกจากวงจรเครื่องขยายเสียง

ฉันได้แบบนี้! (ภาพด้านล่าง) แน่นอนฉันล้างจุดบัดกรีทั้งหมดด้วยแอลกอฮอล์ ... .. ฉันจะล้างมันได้อย่างไร — ฉันถูด้วยชั้นบาง ๆ คุณก็รู้))) แม้ว่าจะไม่จำเป็นก็ตาม

ขั้นตอนสุดท้าย - ด้วยการเดินสายสั้น ๆ คุณต้องเชื่อมต่อเอาต์พุตอิสระของหม้อแปลงเข้ากับขั้วต่อสำหรับแกนกลางของสายเคเบิล ทุกอย่าง บอร์ดอนุมัติพร้อม! คุณสามารถติดตั้งและลอง และใช่! อย่าลืมเปลี่ยนปลั๊กไฟเป็นปลั๊กทีวีปกติ อันที่มีตัวแยกจาก PSU จะไม่ทำงาน

นั่นคือทั้งหมด! พบว่ามีประโยชน์? แบ่งปันกับเพื่อนปุ่ม สังคมออนไลน์ด้านล่างนี้จะช่วยในการพัฒนาเว็บไซต์ ขอขอบคุณ!

หม้อแปลงจับคู่เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ให้การส่งผ่านหรือการแปลงสัญญาณฮาร์มอนิกที่เป็นประโยชน์ของความถี่ต่างๆ โดยมีการบิดเบือนและการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด ผลลัพธ์ดังกล่าวเป็นไปได้เนื่องจากการจับคู่อิมพีแดนซ์ (อิมพีแดนซ์) ของแหล่งสัญญาณและโหลดหรือแต่ละขั้นตอนของวงจรอิเล็กทรอนิกส์

วัตถุประสงค์

เป็นที่ทราบกันดีว่าเป็นไปได้ที่จะลดการสูญเสียสัญญาณไฟฟ้าระหว่างการส่งไปยังผู้บริโภคให้น้อยที่สุดก็ต่อเมื่ออิมพีแดนซ์ของมันสอดคล้องกับความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดเท่านั้น กฎนี้ใช้กับวงจรทั้งหมด - อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบหลายขั้นตอน เมื่อเชื่อมต่อโหลดกับแอมพลิฟายเออร์หรือใช้สัญญาณจากปิ๊กอัพหรือไมโครโฟน

วัตถุประสงค์หลักของหม้อแปลงที่เข้าคู่กันนั้นเชื่อมต่ออย่างแม่นยำโดยจำเป็นต้องปรับขนาดความต้านทานของแหล่งจ่ายและโหลด ในกรณีนี้ การเปลี่ยนแปลงโดยตรงในตัวบ่งชี้กระแสและแรงดันไม่สำคัญ อุปกรณ์ดังกล่าวใช้เมื่อจำเป็นต้องเชื่อมต่อโหลดที่ไม่สอดคล้องกับค่าความต้านทานที่อนุญาตสำหรับแหล่งสัญญาณ

หลักการทำงาน

เมื่อเชื่อมต่อกับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับจากแกนกลาง ฟลักซ์แม่เหล็กจะครอบคลุมขดลวดทุติยภูมิของอุปกรณ์ด้วย ในกรณีนี้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้น ซึ่งทำให้แน่ใจว่าลักษณะของกระแสในวงจรเมื่อเชื่อมต่อโหลด ด้วยเหตุนี้พลังงานหรือสัญญาณจึงถูกส่งโดยไม่ต้องเชื่อมต่อไฟฟ้าโดยตรงระหว่างขดลวด

เพื่อให้ตรงกับโหลดและแหล่งที่มาในแง่ของความต้านทาน อัตราส่วนของจำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิต่อปฐมภูมิจะต้องเท่ากับสแควร์รูทของอัตราส่วนของความต้านทานต่อโหลดต่อแหล่งสัญญาณ เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่เป็นไปได้ที่จะรับประกันการส่งผ่านโดยไม่มีการสูญเสียพลังงานและการบิดเบือนที่ไม่จำเป็น

ตัวอย่างการคำนวณ

ประเภทของวงจรแม่เหล็ก

คุณสมบัติการออกแบบ

การถ่ายโอนพลังงานระหว่างขดลวดในหม้อแปลงดำเนินการเนื่องจากอิทธิพลของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้น อาจมีการออกแบบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์ที่จับคู่:

1. อุปกรณ์สำหรับการทำงานกับสัญญาณไฟฟ้าความถี่ต่ำมักจะพันบนเกราะหรือแกนแกนที่ทำจากเหล็กไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์เหล่านี้ที่ใช้ในเครื่องขยายเสียงและอุปกรณ์สร้างเสียง ขนาดโดยรวมขึ้นอยู่กับกำลังส่ง แต่โดยปกติแล้วจะไม่แตกต่างกันในค่ามาก

1. สำหรับหม้อแปลงจับคู่ความถี่สูง มักใช้แกน Toroidal ที่ทำจากสารเฟอร์โรแมกเนติก พวกเขามีรูปร่างของแหวนที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
2. อุปกรณ์จับคู่ RF บางประเภทสามารถทำได้ตามหลักการของหม้อแปลงอากาศ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุด- ห่วงคู่สายซึ่งติดตั้งเมื่อเสาอากาศเชื่อมต่อกับสายหลัก นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกสำหรับหม้อแปลงจับคู่พลังงานต่ำที่พิมพ์โดยตรงบนบอร์ด

สำหรับขดลวดจะใช้ลวดทองแดงหุ้มฉนวนซึ่งเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางตามการคำนวณ อนุญาตให้ม้วนด้วยตัวนำรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า แต่มีส่วนตัดขวางมากกว่า 5 มม. 2 เท่านั้น ในฐานะที่เป็นฉนวนเพิ่มเติมใช้สารเคลือบเงาพิเศษ 2 ชั้น

ขอบเขตหลัก

ความจำเป็นในการปรับขนาดความต้านทานดังกล่าวมีอยู่ในเกือบทุกพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณไฟฟ้าและพลังงาน แต่หม้อแปลงที่เข้าคู่กันนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในพื้นที่ต่อไปนี้:

1. ในเครื่องขยายสัญญาณความถี่ต่ำ (เครื่องขยายสัญญาณเสียง) เป็นหม้อแปลงระหว่างเวทีและเอาท์พุท ความต้องการอุปกรณ์ดังกล่าวเกิดจากการที่แอมพลิฟายเออร์รุ่นเก่าทำขึ้นบนฐานส่วนประกอบของหลอด ในเวลาเดียวกันหลอดไฟเกือบทั้งหมดมีความต้านทานภายในสูงและเป็นไปไม่ได้ที่จะเชื่อมต่อลำโพง 4 หรือ 8 โอห์มโดยตรงกับพวกเขา แม้จะมีการถือกำเนิดของทรานซิสเตอร์ แอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน สถานการณ์ก็ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงเนื่องจากไม่มีการจับคู่ความต้านทาน ระดับความผิดเพี้ยนของสัญญาณก็เพิ่มขึ้น
2. เนื่องจากมีการใช้หม้อแปลงจับคู่อินพุตในอุปกรณ์สร้างเสียงสำหรับเชื่อมต่อไมโครโฟน ปิ๊กอัพประเภทต่างๆ ความต้านทานของอุปกรณ์เหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่สิบถึงร้อยโอห์ม และในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ขยายเสียง จำเป็นต้องใช้ค่าที่จะเป็นลำดับความสำคัญที่มากขึ้น
3. พื้นที่อื่นที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณวิทยุ หม้อแปลงประเภทนี้ใช้เพื่อจับคู่สัญญาณเมื่อเชื่อมต่อเสาอากาศกับอุปกรณ์รับและส่งสัญญาณ หากไม่มีการใช้งานจะไม่สามารถรับสัญญาณคุณภาพสูงได้ โปรดทราบว่ามีการใช้หม้อแปลงจับคู่ความถี่สูงเพื่อจุดประสงค์นี้

ขอบเขตนี้ไม่จำกัด ดังนั้นแม้แต่หม้อแปลงเชื่อมธรรมดาก็สามารถพิจารณาได้ในระดับหนึ่งซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับขนาดของโหลดบนเครือข่ายไฟฟ้า

ประเภทของหม้อแปลงที่ตรงกัน

หม้อแปลงจับคู่เสียงของประเภทอินพุตและเอาต์พุตได้รับการใช้งานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในทางปฏิบัติสำหรับแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ฐานองค์ประกอบทรานซิสเตอร์ จะใช้อุปกรณ์ของซีรีส์ TOT (เทอร์มินัลทรานซิสเตอร์) และองค์ประกอบหลอดไฟ TOL (หลอดไฟเทอร์มินัล)

ใช้ซีรีย์ TVT (ทรานซิสเตอร์อินพุต) เป็นอินพุต

สำหรับเสาอากาศ อุปกรณ์ Toroidal ใช้กับวงแหวนเฟอร์โรแมกเนติกหรือกรวยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการ โปรดทราบว่าสำหรับหม้อแปลงดังกล่าวไม่จำเป็นต้องมีการม้วนต่อเนื่องผ่านส่วนตัดขวางของวงจรแม่เหล็ก ส่งผ่านตัวนำตรงเข้าไปด้านในก็เพียงพอแล้ว ซึ่งช่วยประหยัดในการผลิตโดยลดความต้องการวัสดุไฟฟ้า

คุณสมบัติในการใช้งาน

โปรดทราบว่าอุปกรณ์แต่ละรุ่นได้รับการออกแบบมาสำหรับสภาพการทำงานบางอย่าง ในกรณีส่วนใหญ่ ช่วงอุณหภูมิที่อนุญาตคือ -60/+85°C ความดันบรรยากาศคืออย่างน้อย 5 มม.ปรอท ศป.แต่ไม่เกิน 3 ชั้นบรรยากาศ อนุญาตให้ใช้งานที่ความชื้นสัมพัทธ์สูงถึง 98%

ไม่ว่าในกรณีใดเมื่อเลือกอุปกรณ์ประเภทนี้จำเป็นต้องชี้แจงเงื่อนไขการใช้งานที่อนุญาต

วิธีการ DIY

ไม่มีปัญหาพิเศษและความแตกต่างในการผลิตหม้อแปลงที่เข้าชุดกัน เทคโนโลยีนี้คล้ายกับการประกอบอุปกรณ์ลดขั้นตอน แต่ต้องปฏิบัติตามแนวทางต่อไปนี้:

• ขดลวดถูกวางอย่างสม่ำเสมอโดยไม่ทำให้ฉนวนเสียหาย
• แผ่นของอุปกรณ์ขนาดเล็กไม่ต้องการฉนวนเพิ่มเติม แต่เคลือบเงาเฉพาะรายละเอียดของแกนซ้อนกันของหม้อแปลงที่ทรงพลังกว่า
• เมื่อเลือกประเภทของแกนจำเป็นต้องให้ความสนใจ ข้อมูลจำเพาะเหล็กหม้อแปลงหรือวงแหวนแม่เหล็กไฟฟ้า

โปรดทราบว่าการผลิตอุปกรณ์ประเภทนี้ด้วยตนเองนั้นไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ การซื้อชิ้นส่วนแต่ละชิ้นจะมีราคาสูงกว่า อุปกรณ์จับคู่ที่มีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่จำเป็นในรุ่นโรงงานจะมีราคาถูกลง

หม้อแปลงความถี่สูงแบบบรอดแบนด์พร้อมข้อต่อแม่เหล็กถูกใช้อย่างกว้างขวางโดยนักวิทยุสมัครเล่นเพื่อจับคู่อุปกรณ์ต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หม้อแปลงบรอดแบนด์ที่มีอัตราส่วนการแปลงความต้านทาน 1:9 (อัตราส่วนการแปลงแรงดันไฟฟ้า - 1:3) สะดวกในการใช้งานสำหรับเสาอากาศแบบป้อนปลายสายที่เข้าชุดกัน อย่างไรก็ตาม ควรระลึกไว้เสมอว่าเสาอากาศดังกล่าวจำเป็นต้องมีระบบสายดินหรือเครื่องถ่วงดุล และยิ่งอิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศต่ำลงเท่าใด "สายดิน" ก็ยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น

หม้อแปลงคู่แม่เหล็กแบบบรอดแบนด์ "คลาสสิก" ซึ่งมีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่ 1:9 ช่วยให้สามารถแปลงความต้านทานได้ตั้งแต่ 50 ถึง 450 โอห์ม หม้อแปลงดังกล่าวสามารถใช้เพื่อจับคู่สายโคแอกเชียล 50 โอห์มกับเสาอากาศแบบยาว (70 - 100 ม.) ที่มีอิมพีแดนซ์อินพุตประมาณ 500 โอห์มและส่วนประกอบปฏิกิริยาที่ค่อนข้างเล็กรวมถึงเสาอากาศ Windom

ตัวอย่างเช่น เสาอากาศ Windom ที่มีความยาว 13.59 + 6.84 ม. (ความยาวของตัวป้อนลวดคือ 4.9 ม.) ได้รับการออกแบบให้ทำงานในย่านความถี่ 7.14 และ 28 MHz เมื่อขับเคลื่อนโดยหม้อแปลงบรอดแบนด์ ซึ่งให้ค่า SWR ที่ยอมรับได้ใน สายโคแอกเชียล 50 โอห์ม

แม้ว่า SWR ขั้นต่ำมักจะอยู่นอกวงดนตรีสมัครเล่น แต่หม้อแปลงบรอดแบนด์ยังเป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์มากสำหรับการจับคู่เสาอากาศ Windom อย่างที่คุณทราบ การนำสายป้อนเสาอากาศ Windom แบบสายเดี่ยวเข้ามาในห้องสถานีวิทยุนั้นค่อนข้างยาก โดยไม่เสี่ยงที่ไม่เพียงแต่จะทำให้ประสิทธิภาพของเสาอากาศลดลงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้ากับอุปกรณ์วิทยุในครัวเรือนอีกด้วย การใช้หม้อแปลงบรอดแบนด์ไม่สามารถนำปลายสายป้อนเดียวเข้าไปในอาคารได้ แต่นำไปยังสถานที่ที่เชื่อมต่อกับตุ้มน้ำหนักโดยใช้สายโคแอกเชียลเพื่อจ่ายไฟให้กับเสาอากาศซึ่งเชื่อมต่อกับสถานีวิทยุ การลดสัญญาณรบกวนเพิ่มเติมสามารถทำได้โดยใช้โช้กกระแสไฟฟ้าที่ป้องกันการแผ่รังสีของสายเคเบิลถัก

ดังที่คุณทราบ สายโคแอกเชียลมีการลดทอนบางอย่าง ผลที่ได้คือ SWR ที่วัดที่เอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณอาจต่ำกว่าที่วัดโดยตรงที่ขั้วเสาอากาศอย่างมาก นี่คือผลลัพธ์ของการวัดที่ความถี่ 14 MHz สำหรับสายเคเบิลทั่วไปหลายสาย

ในอีกกรณีหนึ่ง หม้อแปลงบรอดแบนด์ที่พันบนแกนเหล็กผงถูกใช้เพื่อจับคู่เสาอากาศแส้ยาว 5 ม. กับสายเคเบิล 50 โอห์ม ขดลวดทำจากลวดที่ใช้สำหรับเดินสายไฟฟ้า มี 3 × 7 รอบ และมีความเหนี่ยวนำ 8 μH วัด SWR ในขดลวดปฐมภูมิ (KSVout) ของหม้อแปลงและที่เอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณ (KSVin) ผลของการเพิ่มการลดทอนของสายเคเบิลต่อ SWR ตามฟังก์ชันของความถี่สามารถดูได้ที่ด้านล่าง

ดังนั้น การลดทอนของสายเคเบิลที่เพิ่มขึ้นพร้อมกับความถี่ที่เพิ่มขึ้นทำให้ SWR ที่วัดที่เอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณลดลง การสูญเสียของสายเคเบิลเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ และการลดลงของสายเคเบิลอาจทำให้ต้นทุนของระบบป้อนเสาอากาศเพิ่มขึ้นอย่างมาก จากมุมมองนี้ วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อจับคู่เสาอากาศกับสายโคแอกเชียลคือการใช้วงจร LC แต่การออกแบบหม้อแปลงบรอดแบนด์นั้นง่ายกว่ามาก

การใช้หม้อแปลงคู่แม่เหล็กที่มีอัตราส่วนการแปลงความต้านทาน 1:9 ไม่ได้ป้องกันการเกิด SWR สูงในทางปฏิบัติ หม้อแปลงที่มีขดลวดเพิ่มเติมช่วยให้คุณแปลงความต้านทานได้ 4-, 9-, 16- และ 25 เท่า และด้วยเหตุนี้ ปรับปรุงการจับคู่สายเคเบิล 50 โอห์มกับเสาอากาศที่มีอิมพีแดนซ์ 200, 450, 800 และ 1250 โอห์ม ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม การสลับก๊อกอาจทำให้การออกแบบอุปกรณ์จับคู่ซับซ้อนขึ้นอย่างมาก

การวัดที่ทำกับหม้อแปลงที่พันทั้งแกนเฟอร์ไรต์และแกนเหล็กผงแสดงให้เห็นว่าเมื่อจำนวนรอบเพิ่มขึ้น การตอบสนองความถี่จะลดลงโดยไม่คำนึงถึงความเหนี่ยวนำของขดลวด จากผลลัพธ์ที่ได้สามารถพัฒนาแนวคิดการออกแบบหม้อแปลงได้ดังต่อไปนี้
หม้อแปลงบรอดแบนด์สำหรับความต้านทานโหลดบางอย่างจะต้องให้การเหนี่ยวนำของขดลวดที่ความต้านทานที่ใช้งานที่ความถี่การทำงานต่ำสุดนั้นสูงกว่าความต้านทานที่เปลี่ยนรูปได้อย่างน้อย 4 เท่า สิ่งนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าอิทธิพลของตัวเหนี่ยวนำของหม้อแปลงต่อเงื่อนไขการจับคู่นั้นเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม หลักการนี้ไม่สามารถใช้กับหม้อแปลงคู่แม่เหล็กได้ ในทางทฤษฎี จะแปลงความต้านทาน 450 โอห์มเป็น 50 โอห์ม แต่ในทางปฏิบัติ อิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศอยู่ในช่วงกว้าง (36 - 5,000 โอห์ม) และโดยทั่วไปจะซับซ้อน ประสิทธิภาพ เงื่อนไขที่กำหนดโดยรวมแล้ว รีแอกแตนซ์ของขดลวดที่ความถี่ต่ำสุดคือ 20 kΩ ซึ่งสอดคล้องกับค่าความเหนี่ยวนำ 900 μH ที่ความถี่ 3.5 MHz

ในกรณีที่ค่าความเหนี่ยวนำหลักของหม้อแปลงต้องอยู่ในระดับต่ำ จะต้องมีการเปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกับค่าอิมพีแดนซ์ปรากฏที่ซับซ้อนของสายอากาศ เป็นผลให้เราได้รับโหลดจริงที่มีความต้านทาน 50 โอห์ม

สำหรับหม้อแปลงที่ออกแบบมาเพื่อให้ตรงกับเส้นที่พันบนแกนเหล็กผง ปัจจัยด้านคุณภาพที่โหลดสามารถเป็น 10 - 20 สำหรับความต้านทานโหลด R \u003d 5,000 โอห์ม หมายความว่าค่ารีแอกแตนซ์ของขดลวดที่ความถี่ต่ำสุดสามารถอยู่ที่ 250 - 500 โอห์ม . ในรุ่นดั้งเดิม หม้อแปลงประกอบด้วยขดลวด 3 เส้น 9 หรือ 7 รอบที่พันบนแกน T130-2 ซึ่งให้การเหนี่ยวนำ 8 หรือ 4.85 μH ตามลำดับ และค่ารีแอกแตนซ์ 171 หรือ 106 โอห์ม ตามลำดับ ที่ความถี่ 3.5 เมกะเฮิรตซ์ สำหรับโหลด 5,000 โอห์ม สิ่งนี้สอดคล้องกับปัจจัย Q ที่โหลดที่ 28 หรือ 47 (ในย่านความถี่ 1.8 MHz พวกมันจะมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่า) ในกรณีของแกนเหล็กผง ปัจจัยด้านคุณภาพของขดลวดที่ไม่มีการโหลดนั้นมากกว่าปัจจัยด้านคุณภาพที่โหลดที่ต้องการ ซึ่งหมายความว่าหม้อแปลงที่มีความเหนี่ยวนำต่ำยังสามารถใช้กับย่านความถี่ต่ำได้ แต่จะทำงานที่ขีดจำกัด

เพื่อลดการสูญเสียพลังงานในขดลวดในวงจรเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณ พวกเขาพยายามทำให้แน่ใจว่าปัจจัยด้านคุณภาพที่โหลดไม่เกิน 10 - 15 นอกจากนี้ ความต้านทานต่ำของขดลวดทำให้ยากต่อการจับคู่เนื่องจากความถี่ในการทำงานลดลง ที่ความถี่สูงกว่า 10 MHz การสูญเสียคอร์จะไม่มีนัยสำคัญ
ปัญหาใด ๆ และการประสานกันสามารถทำได้ง่าย

ข้อเสนอในการเพิ่มความเหนี่ยวนำของหม้อแปลงนั้นถูกต้องโดยพื้นฐาน หากหมายถึงช่วงความถี่ต่ำ เพื่อหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการหมุนจำนวนมากเกินไป ควรใช้แกนเฟอร์ไรต์แทนแกนเหล็กผง ดังนั้นหม้อแปลงซึ่งประกอบด้วยสี่ขดลวดถึง 9 รอบพันบนแกน FT40-43 (ค่าความเหนี่ยวนำที่คำนวณได้ - 1.23 μH) ที่ความถี่ 3.5 MHz มีค่ารีแอกแตนซ์ 27 kOhm และให้การจับคู่ในช่วงความต้านทานแคบ

แกนที่มีการซึมผ่านสูงได้รับการพิสูจน์ในการออกแบบเสาอากาศรับสัญญาณและให้การจับคู่ที่ดีขึ้นแม้กับสายสั้นและเสาอากาศแบบแส้ ทำให้ไม่ต้องใช้เสาอากาศแบบแอคทีฟ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานทรานสมิตเตอร์ที่สามารถชดเชยรีแอกแตนซ์ที่คดเคี้ยวได้ ทางออกที่ดีที่สุดอาจใช้แกนเหล็กผงขนาดใหญ่ (เช่น T200A หรือ T255A) หรือแกนเฟอร์ไรต์-นิกเกิล-สังกะสีที่มีความสามารถในการซึมผ่านต่ำ

สำหรับพื้นที่ที่มีการสูญเสียต่ำและซึมผ่านได้ต่ำ สามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดนี้ได้โดยการจำกัดค่าความเหนี่ยวนำของขดลวดสูงสุดอย่างเหมาะสม ในกรณีของแกนที่มีการซึมผ่านขนาดใหญ่ สถานการณ์ไม่สำคัญเท่ากับแกนขนาดเล็ก ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าวิธีการม้วนมีบทบาทมากกว่าค่าของการซึมผ่านของแกนที่ความถี่สูง

ความต้านทานการสูญเสียแบบขนานที่เท่ากันสำหรับแกนผงเหล็กนั้นสูงกว่าแกนเฟอร์ไรต์ที่มีความสามารถในการซึมผ่านต่ำ โดยไม่คำนึงถึงประเภทของแกน ความต้านทานนี้จะเพิ่มขึ้นตามความเหนี่ยวนำที่คดเคี้ยวเพิ่มขึ้น ที่กำลังเครื่องส่งสัญญาณ 100 W ไม่พบความร้อนของแกน T60 และ TX36 อย่างไรก็ตามแกนของวัสดุ 43 ที่มีขดลวด 125 μHได้รับความร้อนสูงและแกนของวัสดุ 77 ที่มีขดลวด 1.4 mH เป็นเพียง ร้อนเล็กน้อยซึ่งสามารถอธิบายได้จากการเหนี่ยวนำของขดลวดที่ค่อนข้างสูง
เพื่อลดการสูญเสียแกน ความต้านทานการสูญเสียแบบขนานที่เทียบเท่าจะต้องสูงกว่าอิมพีแดนซ์อินพุตสูงสุดของเสาอากาศ สำหรับสิ่งนี้ความต้านทานจาก 5,000 โอห์มที่ความถี่ต่ำและประมาณ 2,000 โอห์มที่ 30 MHz ก็ถือว่ายอมรับได้เช่นกัน การสูญเสียในแกนนำไปสู่ ​​"การปรับปรุง" ที่มองเห็นได้ใน SWR คล้ายกับการสูญเสียในสายไฟ

จากข้อสรุปที่ขัดแย้งกันที่นำเสนอในที่นี้ หม้อแปลงที่ต่อด้วยสนามแม่เหล็กไม่สามารถพิจารณาว่าเป็นอุปกรณ์ที่เข้าคู่กันในอุดมคติได้ อย่างไรก็ตาม มีการออกแบบที่เรียบง่าย มีการสูญเสียต่ำ และแปลงอิมพีแดนซ์ของเสาอากาศเป็นขอบเขตที่สามารถจับคู่ได้โดยใช้อุปกรณ์จับคู่ทั่วไป (เช่น เครื่องรับสัญญาณเสาอากาศ) ตารางด้านล่างแสดงข้อมูลของหม้อแปลงบรอดแบนด์ในการออกแบบที่ให้ความสนใจเป็นพิเศษเพื่อให้ได้ขดลวดเหนี่ยวนำต่ำที่พันด้วยสายไฟสี่เส้น