Понятие запорного дросселя на мой взгляд немного шире... Может этот видос в чем то поможет, и другим может полезно будет.Сообщение от Alex2
https://youtu.be/ZWNHz-_dg7o
Понятие запорного дросселя на мой взгляд немного шире... Может этот видос в чем то поможет, и другим может полезно будет.
https://youtu.be/ZWNHz-_dg7o
Спасибо от R2ANG
Как и обещал сделал дроссель ,диаметр 200мм ,6 витков, кабель Hengxin HCAFBY-50-5 длинна 3.77 м.
Само подключение выглядит так.
Значение индуктивности полученные в Nanovna-APP.
Параметры LogMag 21 при замере.
Как запорный дроссель вполне пойдет для 14-24 MHz .
На резонансной частоте значение индуктивности равно нулю?
Если судить по диаграмме Smith то получается что да.Я может плохо искал, но не видел характеристик common-mode choke в интернете ,есть только словесные баталии на зарубежных форумах ,но там выкладки на кольцах от Amidon.
От этого Смита пользы мало, индуктивностей у него нет..
Нужно просто смотреть зависимость реактивного сопротивления от частоты.
Сначала реактивное сопротивление растет линейно и медленно, потом уходит в Космос, потом индуктивное сопротивление превращается в емкостное....,
Короче, все как у катушки индуктивности, имеющей паразитную емкость и, как следствие, частоту паразитного резонанса.
А нам этот "паразит" только помогает
Последний раз редактировалось Valery12; 01.03.2021 в 22:46.
Будет очень много букв, прошу понять и простить, но перед тем как что-то настраивать, надо знать что и зачем настраивать.
Расскажу как это делаю я и что из этого получается. Правда я использую для этого не NanoVNA, но и NanoVNA + NanoVNA Saver прекрасно подойдут для этой задачи. Измерять мы будем импеданс для синфазных токов ("по оплётке"). Это не совсем Common Mode Rejection Ratio (CMRR), но для радиолюбительских целей график импеданса "по оплётке" на котором отдельно видно активную и реактивную составляющую в чем-то даже более интересен.
Итак, для начала избавимся от радиолюбительских мифов. Во-первых, запорный дроссель и токовый балун 1:1 Гуанелла - это одно и то же. Любой запорный дроссель имеющий на входе несимметричный сигнал и нагруженный на симметричную относительно земли нагрузку будет на выходе иметь симметричный сигнал. Иными словами, будет являться симметрирующим устройством. Заметим, что эту же самую схему можно использовать для инвертирования сигнала, а также как удвоитель по напряжению, что превращает его в унун 1:4 Рутрофа. Но это все уже немного выходит за рамки обсуждения. Интересующимся предлагаю почитать вот эту книгу: https://www.okdxf.eu/files/Noble%20P...ers,%204ed.pdf Далее, я буду назвать это устройство просто "балун".
Далее, нет никакой теоретической разницы между балуном намотанным, скажем, бифилярной намоткой (симметричной линией), и балуном намотанным коаксиальным кабелем. И то, и это в контексте токового балуна Гуанеллы является длинной линией и характеризуется волновым сопротивлением и потерями. Кстати, в отечественной литературе для подобных конструкций принят термин ШПТЛ.
Практическая разница однако есть. Дело то том, что для токового балуна 1:1 оптимальным является волновое сопротивление линии равное импедансу нагрузки (и источника, он же 1:1). То есть, чаще всего - это 50 ом. Если это условие не выполняется, то сама линия начинает трансформировать импеданс нагрузки. Это является причиной того факта, что нагрузив наш балун на эквивалент и измерив КСВ мы часто видим рост КСВ с ростом частоты измерительного сигнала. Самый легкий способ "попасть" в требуемое волновое сопротивление - это как раз использовать для намотки коаксиальный кабель. Есть еще ряд причин по которым заводской коаксиальный кабель предпочтительнее кустарной симметричной линии, но они уже не являются столь существенными. Кстати, важно отметить, что сам материал кольца на КСВ влияния не оказываем. Намотайте коаксиалом хоть на бублике, хоть на гвозде, КСВ от этого не изменится.
На практике мне удавалось делать балуны с бифилярной намоткой с полосой по КСВ 1.5 равной 100 МГц. Это прикольное занятие, но зачем?
Существует еще балун 1:1 Рутрофа, так называемый "балун по напряжению", в нем добавлена третья обмотка и он является важным "кирпичиком" для построения балунов и унунов с другими коэффициентами трансформации. Но вот именно в качестве балуна 1:1 этот вариант довольно плох. Причина в том, что при работе на нагрузку импеданс которой не равен волновому сопротивлению линий из которых состоит балун, или при работе на несимметричную относительно земли нагрузку, характеристики данного типа балуна относительно быстро ухудшаются. С этим, кстати, согласился сам Рутроф, который его изобрел, и об этом тоже можно почитать в книге выше.
Теперь разберемся зачем вообще нам нужно знать импеданс "по оплётке". Дело в том, что задачей любого балуна является как можно лучше пропускать токи в противофазе и как можно сильнее подавлять синфазные токи. Способность балуна подавлять синфазные токи почти полностью определяется его импедансом по синфазному току. То есть, в нашем случаем - "току по оплётке". Да, тут можно вспомнить все эти многочисленные картинки с током по внешней и внутренней сторонам оплётки коаксиального кабеля. Все это захватывающе и в-общем то правильно, но для описания параметров балунов совершенно не обязательно. Нам в данный момент абсолютно не важно куда именно течет синфазный ток, хотя к этому я вернусь позднее. Итак, измерив импеданс "по оплётке" мы можем получить достаточное для практических целей представление об эффективности балуна, а также данные о том, как этот балун будет вести себя с фидерами разной длины на различных диапазонах.
Как будем измерять? Дело в том, что встроенная в Nano VNA функциональность по измерению импеданса по S11 нам не очень поможет. В силу того, что импеданс "по оплётке" много больше импеданса порта Nano VNA (50 ом), такое измерение будет очень неточным. Это не является ограничением именно Nano VNA, а в той или иной мере присуще любому векторному анализатору. Опуская подробности, импедансы превышающие импеданс порта векторного анализатора измеряют включив исследуемое устройство между портами векторного анализатора (порт 0 и 1 на NanoVNA), затем измеряют комплексный коэффициент пропускания (S21), и уже из него вычисляют импеданс.
Насколько мне известно, прошивка NanoVNA и сам Nano VNA saver этого делать не умеют. Мой векторный анализатор тоже этого делать не умеет. Но зато, все они умеют сохранять измеренные S-параметры в формате Touchstone. А значит посчитать импеданс - просто дело техники.
Для расчёта импеданса мною был написан скрипт на питоне, который свободно можно взять тут: https://github.com/r2axz/vic Данный скрипт считает импеданс из S-параметров и строит вот такие графики:
График выше - это комплексный импеданс по синфазному току для балуна 1:1 намотанному на сердечнике из М2000НМ, то ли 13, то ли 14 витков, правда бифилярной намоткой, но это не важно. Мне показалось полезным показать именно этот материал, так как он обычно вызывает наибольшее количество форумных баталий. Оранжевая линия - это активная часть импеданса, зеленая - модуль реактивной (это сделано для компактности графика), красная - это модуль абсолютного значения комплексного импеданса, а черная - коэффициент затухания (это то же самое что S21 logmag, только по модулю). Если кому-то не нравится отображение по модулю, то это меняется с помощью аргументов командной строки.
Что тут можно увидеть: во-первых, у обмотки есть выражений резонанс. Импеданс в окрестностях резонанса наибольший и чисто активный. Именно этот резонанс надо подогнать на наиболее интересующие нас диапазоны. Далее, мы видим что с уходом от резонанса активная часть импеданса резко падает до очень небольших значений (потери растут). Это является следствием применения никель-марганцевого кольца высокой начальной проницаемости. Никель-цинковые ферриты с более низкой начальной проницаемостью в этом смысле предпочтительны:
На изображении выше пример конструкции на никель-цинковых ферритовых трубках начальной проницаемостью 850. Правда в этой конструкции есть еще некоторое количество хитростей. Посмотреть фото, почитать можно у меня в инстаграм: https://www.instagram.com/r2axz_hamblog/ Видно, что активная часть импеданса хоть и падает достаточно быстро, но тем не менее не достигает таких низких значений как с М2000НМ.
Далее, видно что до резонанса импеданс преимущественно индуктивный, а после - преимущественно ёмкостной. Это очевидное свойство колебательного контура. Как это все относится к балунам? До тех пор пока балун работает на эквивалент нагрузки - никак, а вот когда балун работает в составе АФУ и к нему подключена та самая внешняя сторона оплётки кабеля, о которой я обещал упомянуть, могут случаться интересные варианты. Дело в том, что емкостной импеданс оплетки фидера будет компенсировать индуктивный импеданс балуна, и наоборот индуктивный импеданс оплётки фидера будет компенсировать ёмкостной импеданс балуна. То есть, может случиться так, что при некоторой длине фидера у нас останется только активная составляющая импеданса балуна. Вот почему важно чтобы она была высокой и вот почему важно иметь возможность ее измерить.
Кстати, низкая активная составляющая импеданса "по оплетке" (высокие потери) является причиной нагрева балуна при использовании. И лечить этот нагрев можно и нужно не бездумным увеличением размера кольца, а правильным расположением резонанса, а также правильным выбором типа и начальной проницаемости феррита.
Итак, инструкция:
1. Измеряем S21 подключив оплётку между портами, с помощью NanoVNA Saver сохраняем данные в Touchstone формате;
2. Засовываем данные в скрипт выше;
3. Получаем график, смотрим, думаем;
4. Если нас все устраивает идем работать в эфире;
5. Если нет, переходим к п. 1;
Чем плох S21 logmag? Тем, что он не позволяет измерить отдельно активную и реактивную часть импеданса. Однако, чтобы сэкономить себе немного времени можно вначале настроить резонанс туда, куда нам надо с помощью него (там будет отрицательный пик), а потом уже однократно измерить импеданс по оплётке получившегося балуна.
Часть первую считаю законченной. Отвечу на вопросы и замечания.
Добавлено через 50 минут(ы):
Ох, не заметил что форум-то про УКВ
Последний раз редактировалось r2axz; 02.03.2021 в 17:29.
Почему Вы так решили?
Если правильно понимаю, то S11 это всего-навсего входное сопротивление.
Не понятно, почему NanoVNA не точно измеряет входное сопротивление.
Так вроде в шапке написано: "Для любителей УКВ --> УКВ техника"...
Вы неправильно понимаете. S11 - это комплексный коэффициент отражения: https://ru.wikipedia.org/wiki/S-параметры
Зная системный импеданс векторного анализатора и способ которым к нему подключено исследуемое устройство можно вычислить импеданс данного устройства, что NanoVNA и делает, правда только для S11-шунт подключения. Но к сожалению, измерение импедансов через коэффициент отражения дает точные значения только в окрестностях системного импеданса, то есть, в окрестностях 50 ом для NanoVNA. Далее погрешность растет по параболе. Это не проблема именно NanoVNA, это особенность любого векторного анализатора. Есть и другие способы измерения импедансов, из распространённых S21-последовательно, S21-шунт. Первый точен для высоких по модулю значений измеряемого импеданса, второй для низких. К сожалению, из коробки NanoVNA этого не умеет. А у NanoVNA Saver даже feature request висит на счет этого. Но вычислить можно.
Вот статейка на эту тему: https://www.mwrf.com/technologies/te...ts-using-a-vna Там правда ошибка в выводе формулы импеданса из S21, но общий смысл от этого не меняется.
Последний раз редактировалось r2axz; 02.03.2021 в 18:02.
Спасибо от Valery12
Понятно, спасибо.
Я перепутал с параметром Z11.
Но вопрос остался, зачем вычислять S11, когда прибором мы можем измерить входное сопротивление?
Последний раз редактировалось Valery12; 02.03.2021 в 18:20.
Векторные анализаторы цепей (а NanoVNA именно векторный анализатор цепей) не измеряют входное сопротивление.
Векторные анализаторы измеряют амплитуды и фазы напряжений падающих и отражённых волн. Все остальное (включая S-параметры, импеданс, диаграмму Смита, вообще все) получается путем пересчета этих данных по соответствующим формулам. При этом, не для всех условий измерений этот пересчет возможно выполнить точно.
Например, когда мы на порту 0 измеряем какой-то высокий или наоборот низкий импеданс через коэффициент отражения (это как раз S11), то есть мы подключили исследуемое устройство между центральной жилой и землей порта 0, у нас почти весь сигнал отражается обратно в порт. Опять же, понятными вам словами, высокий КСВ (хотя тут это и ни при чем). И у векторного анализатора не хватает точности для того чтобы отличить вот это почти весь, от другого такого почти всего отразившегося сигнала.
Можно сказать что векторный анализатор не может точно измерить высокое или низкое сопротивление на одном порту по тем же причинам по которым он не может отличить КСВ 100 от КСВ 101.
Эту тему просматривают: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
Ваши права
