Альтернатива трансформаторам с объемным витком

[CO2040]

Есть значит такое чудо технической мысли как трансформатор с объемным витком (ТОВ). Без него сделать нормальный широкополосный усилитель или согласовать полосовые фильтры, сделать переход от несимметричного к симметричному входу - просто невозможно согласно мнению большинства радиолюбителей. Но и сами такие трансформаторы - это что-то из области фантастики, в промышленных масштабах ныне они не выпускаются, а что и выпускалось - то было лет 30 назад и для спец применения. Короче, несмотря на все свои достоинства этот компонент так массовым и не стал и остался лишь уделом радиолюбителей-самоделщиков, которые собирают их закрывая крыжечками от П214 или срезанными гильзами. Ясно, что подход этот не серьезный, а для того чтоб делать конструкцию на будущее закладываться на использование ТОВ от старой техники тоже по меньшей мере глупо.

За рубежом такая вещь как ТОВ вообще никогда не производилась и сейчас не производится, ни одна фирма будь то Coiltronics, Epcos или Cramer вообще не могла бы себе представить даже выпуск подобного товара. Также не встретите вы ТОВ даже в эксклюзивной зарубежной связной технике. А все почему ? Да потому, что ТОВ - изделие низкотехнологичное и делать его невыгодно ! Да и применять тоже невыгодно. Есть ли разница - согласовывать блок октавных полосовиков приемной части трансивера с преобразованием "вверх" с помощью ТОВ, имеющего неравномерность в 0.3-0.5 дБ или обычного ВЧ-трансформатора с завалом под -6 дБ на 30МГц, когда сами эти полосовики имеют неравномерность АЧХ от 3 до 6 (а то и до 10) дБ - обычное дело для массовой фирменной аппаратуры.
Есть такая байка, будто у ТОВ меньше затухание даже на НЧ (около 2 МГц), чем у его аналога намотанного на одном кольце. Правда это или нет - не ясно. Но все же хотелось бы стремиться к лучшему и иметь трансформатор с широкой полосой, малой неравномерностью в полосе пропускания, а также с малым затузанием. Это заставляет начать интенсивный поиск того, что могло быть альтернативой ТОВ. Вот тут и хотелось бы услышать и увидеть предложения от тех, кто в ВЧ-трансформаторах понимает. Я полный ламер в ВЧ-трансформаторах. Но все же слышал про некоторые альтернативы :
1) трансформаторы на магнитопроводе-бинокле.
2) применение широкополосных трансформаторов от Ethernet-карт, такие трансформаторы производятся и продаются и дефицитом не являются.
3) трансформаторы на кольцах из особого феррита. Благодаря свойствам феррита сделав обычным образом трансформатор на колечке (по 5-6 витков) получаем точно такие же характеристики как и с ТОВ. Такие вещи уже производятся серийно, правда купить их трудно, практически невозможно. Что такое - можно посмотреть хотя бы здесь :
http://www.bec.spb.ru/tr_sh.html
Там вот для СПМЕ.671.143.108 сказано : "Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 1- 40МГц не более 0.1дБ Полностью заменяет по назначению и техническим требованиям трансформатор с объемным витком".
Хорошая штука однако, можно посмотреть, облизнуться и идти дальше. Но интересно, что ж за феррит они там используют ?
Вобщем, хотелось бы услышать про альтернативы ТОВ, которые можно реально купить или изготовить, главное - чтоб ничего экзотического и дефицитного.
Мне вот позарез нужен симметрирующий трансформатор, чтоб было 1:1, две вторичных обмотки и полоса рабочих частот 0.1-50МГц, неравномерность в этой полосе не более 1дБ. Разумеется, низкосигнальный тракт (микровольты-милливольты). О мощных ВЧ-трансформаторах речи вообще не веду - это из другой жизни.

[RX3APL]

У трансформаторов с ОВ есть такая фича, которой нет у других типов трансформаторов.Это электростатический экран между обмотками,т.е. паразитная емкость устранена до предела. Связь чисто магнитная.Такие трансы применяются в смесителях Р-155П, Р-326М и др.аппаратуре. Их имеет смысл применять при повышенных требованиях к развязке сигналов, которым и является смеситель. В идеально настроенном смесителе можно получить практическое подавление несущей на 60-70 дб и соотвественно рассчитывать на такую же цифру подавления побочек в RX. Это дорого, но иногда оправданно.

Есть значит такое чудо технической мысли как трансформатор с объемным витком (ТОВ). Без него сделать нормальный широкополосный усилитель или согласовать полосовые фильтры, сделать переход от несимметричного к симметричному входу - просто невозможно согласно мнению большинства радиолюбителей.

Добрый день!
Немного занимался этими вопросами. Также здесь на форумах общался с коллегами. Из всего этого, для себя усвоил следующее. Возможно и ошибаюсь.
Первое:
ТОВ по широкополосности уступает трансформатору на линии (при одном и том же материале сердечника). К примеру, для ТОВ на высокие частоты нужен феррит с низкой проницаемостью и наоборот. Об этом утверждает и РЭД. Правда он не упоминает ТОВ, а говорит об обычных трансформаторах и о трансформаторах на линии. При этом, под обычными, он понимает трансформаторы со связью через магнитный поток (именно это мы имеем в ТОВ).
Трансформаторы на линии более широкополосны благодаря тому, что на высоких частотах, преимущественно передача осуществляется через емкость между обмотками.
К сожалению, емкость между обмотками, играет негативную роль в симметрирующих трансформаторах. Отсюда и проблемы в смесителях с балансировкой. Если Вы внимательно присмотритесь к симметрирующему трансформатору (обмотки в три скрученных провода, вторичная обмотка образована из двух, начало одной соединен с концом другой и на землю) то увидите, что ЭДС на вторичных обмотках, возникающая за счет магнитного потока - одинаковы, чего нельзя сказать о передаче за счет емкости.
Какой выход? Обратите внимание на трансформатор рис.6.2а (а также другие) из Рэда:
http://www.cqham.ru/rb/rb6.html
Заменяет ли он трансформатор с объемным витком, пока сказать не могу. Эксперименты пока временно прекратил. Немного надо подогнать дела со своей лабораторией.

Есть такая байка, будто у ТОВ меньше затухание даже на НЧ (около 2 МГц), чем у его аналога намотанного на одном кольце.

Я придерживаюсь мысли, что это таки байка.

1) трансформаторы на магнитопроводе-бинокле.
2) применение широкополосных трансформаторов от Ethernet-карт, такие трансформаторы производятся и продаются и дефицитом не являются.
3) трансформаторы на кольцах из особого феррита. Благодаря свойствам феррита сделав обычным образом трансформатор на колечке (по 5-6 витков) получаем точно такие же характеристики как и с ТОВ.

По первому пункту - бинокль. Никаких отличий от обычного трансформатора на линии у него нет, за исключением конструктивного исполнения. Одна из обмоток - трубки, замкнутые на одном конце. Для трансформаторов, согласующих каскады с сопротивлениями в несколько Ом, выполнить обмотки из проводов конструктивно сложно, еще сложнее - выполнить их симметрично. Для этой конструкции эти требования выполнить проще, да и красивше.
По остальным пунктам ничего не могу сказать. Не пробовал.

У трансформаторов с ОВ есть такая фича, которой нет у других типов трансформаторов.Это электростатический экран между обмотками,т.е. паразитная емкость устранена до предела. Связь чисто магнитная.Такие трансы применяются в смесителях Р-155П, Р-326М и др.аппаратуре. Их имеет смысл применять при повышенных требованиях к развязке сигналов, которым и является смеситель. В идеально настроенном смесителе можно получить практическое подавление несущей на 60-70 дб и соотвественно рассчитывать на такую же цифру подавления побочек в RX. Это дорого, но иногда оправданно.

Вот я думаю, что подавление здесь такое именно благодаря его высокой симметричности, которую трудно обеспечить в простейшем симметрирующем трансформаторе. А вот транформаторы с дополнительными обмотками, ссылку на которые я привел выше, может и отвечают этим требованиям.
Также полезно обратить внимание на последние схемы Брагина (смеситель). Вот не помню, где увидел эту схему? Сегодня уже нет времени. Завтра, если кому будет нужно, уточню.

[EU1ME]

Опыты с различными конструкциями симметрирующих трансформаторов для смесителя ТПП однозначно выявили преимущество ТОВ по симметричности как амплитудной, так и фазовой. АЧХ заводских ТОВ была практически (0,5-1дБ) плоской на участке 1-40МГц, а выше и ниже довольно резкий завал. На бинокле АЧХ лучше, но большинство из них 30ВЧ, а это валит на нч.

Ещё не забывайте,что широкополосность достигнута ценой резкого роста потерь в таком трансформаторе.

[Илья RW3FY]

Всем привет!

Мне вот позарез нужен симметрирующий трансформатор, чтоб было 1:1, две вторичных обмотки и полоса рабочих частот 0.1-50МГц, неравномерность в этой полосе не более 1дБ.

А зачем такие жёсткие требования? Смысл? IMHO в Вашем случае важно иметь минимальные потери в полосе 20...50МГц --- там, где чувствительность приёмника должна быть максимальной. На более низких частотах увеличение потерь принципиально важным моментом не является, т.к. уровень шумов эфира достаточно велик. Поэтому IMHO вполне нормально, если в полосе 20...50 МГц будете иметь не более 0,5 дБ потерь, на 5МГц порядка 1...2 дБ, порядка 3...4 дБ на 1...2МГц и 6...10 дБ на 0,1 МГц. А всё это обеспечивает самый обычный трансформатор с магнитной связью, может, даже чуток получше. По крайней мере, при использовании самых обычных наших колец с проницаемостью 50, у меня стабильно получается полоса порядка 2...30МГц по уровню 0,5 и менее дБ, а при проницаемости 600 нижняя граница опускается ниже 500 кГц, а верхняя около 30 МГц по -1 дБ. При этом более низкоомные трансформаторы выходят широкополоснее, то, что я назвал, относится к 50-омным трансам 1:4. При этом нижняя граница полосы определяется количеством витков, а верхняя в первую очередь зависит от паразитных емкостей схемы, и чем выше трансформируемые сопротивления, тем эта чувствительность больше. Если же Вам всё же нужна полоса ширше, применяйте ТДЛ. А трансформаторы с объёмным витком --- IMHO экзотика, и их применять имеет смысл только при выжимании предельно возможных параметров. Или, например, если сигнал не синусоидальный, а меандр, из-за чего требуется очень широкая полоса. Ну или если какие-то особо повышенные требования к симметрии. Бинокль же в основном хорош при согласовании низких сопротивлений, в единицы и доли омов, не более нескольких десятков ом. В отношении сердечников --- для 50-омных широкополосных трансформаторов особо принципиальной роли не играет, наши они, или буржуйские (если, конечно, не задаваться требованиями типа не более 0,1 дБ потерь во всей полосе). Главным образом, буржуинские сердечники нужны при построении различного рода фильтров, имеющих требования минимальных потерь в полосе пропускания и максимальной линейности --- например, в узкополосных преселекторах приёмников с большими ДД или в выходных ФНЧ передатчиков.

73!

[CO2040]

Ну вроде бы все ясно теперь. Вчера чуток помучал обычные трансы на кольцах из феритов 50ВЧ2, 150ВН, 600НН. Получил весьма неплохие результаты по полосам пропускания, но увы, каждая - на "свой" диапазон. Изначально я вообще задумывал делать два разных УВЧ - один мощный и с малым коэффициентом усиления для НЧ диапазонов (от 100 кГц до 10 МГц), а другой - выше 10МГц и до 50 МГц, который будет иметь малые шумы и бОльший коэффициент усиления. И применить в трансах этих УВЧ подходящий феррит. Трансформаторы наматываю скруткой проводов, особых требований в симметрии нет, потому что смеситель не диодный, а интегральный (AD831), и парафазный вход даже с самого кривого транса дает офигительный выигрыш по шумам - что мне собственно и нужно.

[RX3APL]

Ещё не забывайте,что широкополосность достигнута ценой резкого роста потерь в таком трансформаторе.

Как соотносятся потери в ТОВ и обычном? Цифры есть?

[Genadi Zawidowski]

Трансформаторы наматываю скруткой проводов, особых требований в симметрии нет, потому что смеситель не диодный, а интегральный (AD831), и парафазный вход даже с самого кривого транса дает офигительный выигрыш по шумам - что мне собственно и нужно.

Я правильно понял, что используется симметричный вход смесителя? На какое сопротивление (на килоом? на 800 ом?) расчитываете?
Я делал согласование выхода увч на фнч - 50 ом в 800 ом. Но сейчас меня подмывает переделать на фнч 50-50 и трансформатор (заодно и симметрирующий). Это еще и упрощает коммутацию при отключении УВЧ.