Măsurători pe un transformator de RF UnUn.

O stea2 stele3 stele4 stele5 stele (2 voturi, medie: 5,00 din 5)
Se încarcă...

Măsurători pe un transformator de RF UnUn de 1:4 / 4:1

cu analizorul miniVNA pe o rezistență etalon de 50 ohmi.

 YO4UQ – Cristian Colonati

Sunt binecunoscute de către radioamatori transformatoarele de RF realizate pe miezuri (toruri) de ferită cu diferite rapoarte de transformare. Există și o bogată literatură legată de această problemă printre care cea mai cunoscută de către radioamatori este cea a publicațiilor lui W2FMI – Jerry Sevick [3]. Posesorii unui tor de ferită adecvat își pot realiza singuri un astfel de transformator. Calitățile miezului precum și execuția pot răspunde nevoilor tehnice pentru care este destinat [1], [2]. În prezenta expunere vom încerca să prezentăm modul cum se comportă un transformator de RF, realizat ”home made”, cu raport de transformare 4:1 / 1:4 model UnUn în gama de frecvențe a undelor scurte între 3 și 30 MHz, precum și metoda de măsurare cu ajutorul unui analizor miniVNA. Transformatoarele de RF 4:1 sau 1:4 funcționează la fel de bine ca ridicător sau coborâtor de impedanță 50:200 ohmi sau 50:12,5 ohmi în regim echilibrat ”Balun” sau neechilibrat ”UnUn” conform schemelor din figura alăturată. (fig.1)

Figura 1

S-a beneficiat de ajutorul lui Sorin YO7CKQ pentru un tor Amidon FT140-43 precum și de două rezistențe etalon de 50 și 100 de ohmi din partea lui Lucian YO3AXJ, cu ajutorul cărora s-a realizat un transformator de RF 4:1 ”home made” și o schemă de măsură cu ajutorul echipamentului miniVNA și a programului Ig_miniVNA al F4CLB. Torul a fost bobinat cu 13 spire din cablu audio (roșu și negru), așezat într-o doză de plastic cu 2 conectori SO239 pentru montajul UnUn precum și rezistențele etalon împreună cu conectorii T/T și adaptorii 2xPL259 ca în fig.2.

 

 

Figura 2. UnUn și rezistențele etalon.

Schema de lucru inclusiv conexiunile fizice se pot vedea în fig.3 și 4.

Figura 3.

Figura 4. Conexiunile fizice și montajul.

Despre măsurători.

Măsurătorile 4:1 și 1:4 s-au făcut forte simplu prin inversarea intrării de la miniVNA în raport cu rezistența de sarcină etalon de 50 care a fost plasată succesiv la una sau la cealaltă bornă PL259 a transformatorului de RF. În aceste condiții prin eșantionarea spectrului de la 3 la 30 MHz de la borna DUT a miniVNA s-au extras curbele de răspuns ale transformatorului de RF și valorile impedanței transformate față de rezistența de sarcină etalon. Pentru început s-a făcut o verificare a răspunsului rezistențelor etalon conectate direct la borna DUT a miniVNA în intervalul de frecvențe menționat.

Tabelul 1.

În tabelul 1 și diagramele alăturate se poate vedea o calitate de adevărat ‘etalon’ pentru aceste elemente în toată gama de frecvențe eșantionată. S-a exemplificat valoric pentru 3 frecvențe.

 

În măsurătoare a fost introdus transformatorul de ”home made” pentru cele două situații: coborâtor de impedanță și ridicător de impedanță. Din câte bine se cunoaște I/O-ul echipamentelor radio este calibrat pentru o impedanță de sarcină de 50 ohmi iar pentru adaptarea la o sarcină mai mică sau mai mare trebuie utilizat un circuit de adaptare sau un transformator de RF cu un raport adecvat impedanței de sarcină. În măsurătoarea de față rezistența etalon reprezintă I/O-ul transceiverului iar valoarea impedanței de sarcină la ieșirea transformatorului de RF este impedanța văzută de miniVNA. Transformatorul de RF (așa cum a fost el construit) cu inductanțele și capacitățile sale parazite conduce la alterarea impedanței transformate de la o rezistență etalon de 50 ohmi ”pură” la o impedanță complexă cu componente reactive. Exemplele de conexiune și valorile impedanțelor transformate la frecvența de 7 MHz pentru UnUn 4:1 și 1:4 sunt prezentate în schița alăturată și tabloul parametrilor pentru benzile de frecvențe  de La 3,5 la 28MHz.

Din diagramele de eșantionare precum și din tabloul parametrilor se observă influența crescătoare a reactanțelor parazite odată cu creșterea frecvenței. Culorile liniilor din diagrame sunt conforme cu parametrii selectați pentru afișare: SWR, |Z|, RL, Rs, |Xs|.

Capturi de ecran cu UnUn 4:1 și 1:4

NOTA 1: În mod sigur o realizare mai îngrijită a bobinajului transformatorului, cu un conductor cu izolație de email (lac) și distanță între conductorii spirelor ar fi diminuat capacitățile parazite și în consecință componentele reactive ale impedanțelor transformate. De aici și recomandarea de a realiza o execuție îngrijită și conexiuni cât mai scurte.

NOTA 2: Pentru orice alt transformator de RF ”home made ” sau industrial cu alt raport de transformare: 1:2 / 1:6 / 1:9 sau 1:12, valorile cele mai uzuale, împreună cu o rezistență etalon de 50 ohmi este posibilă evaluarea acestuia în gama 3 ÷ 30MHz cu această procedură. Pentru alte intervale de frecvențe (VHF) trebuie ales un miez de ferită adecvat.

Imperfecțiunile transformatorului de RF care introduce componente reactive au și consecințe asupra raportului de unde staționare SWR.

Referințe și anexe.

[1]          https://www.fair-rite.com/product-category/inductive-components/toroids/

 

[2] Jerry Sevick W2FMI – Building and Using Baluns and Ununs. Practical Designs For The Experimenter. Chapter 3 – pag.29 – Baluns for antenna tuners and Chapter 12.

[3] https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_baluns.htm

[4] Florin Crețu YO8CRZ / VE7CRZ – RADIOTEHNICĂ – Teoretică și Practică – pag.253

[5] The ARRL Antenna BOOK – Ed.18 – 24-8, 24-9

Expunerea în format .pdf și unele materiale ajutătoare au fost postate în sit-ul http://tehnic.frr.org.ro

Măsurători pe un transformator de RF UnUn

Baluns, Ununs, Chokes, etc

Balun and UnUn

Pages from W2FMI_Balun_UnUn[1]

YO7CKQ_Mister_Toroid

Comentariile sunt închise.