На связи Тимур Гаранин. И сегодня по Вашим просьбам, друзья, будем разбирать худшие схемы ферритовых BALUNов.
Сперва обратимся к схеме нормального BALUNа с фильтрующими свойствами.
Обмотки фильтра Т1 всегда намотаны в одну сторону, однофазно. Полезный сигнал, представленный противофазнымы, следовательно скомпенсированными, токами, проходя по таким обмоткам создаёт нулевой результирующий магнитный поток в сердечнике. Поэтому не встречает индуктивного сопротивления и проходит в нагрузку.
А вот наводка, представленная синфазными токами, либо нескомпенсированным током в одной жиле, создаёт ненулевой магнитный поток, и потому отражается от индуктивного сопротивления фильтра.
А вот то, что изображено как Т2 – настоящий антифильтр. Полезный сигнал встречает на своём пути индуктивное сопротивление и отражается обратно в источник, а синфазный ток наводки создаёт нулевой поток в сердечнике и беспрепятственно проходит в нагрузку.
Нельзя сказать, что антифильтр бесполезен. Он востребован при создании вилки фильтров для отвода наводок на балластный резистор.
А наша задача просто уяснить, что в фильтре обмотки наматываются только синфазно.
Когда речь заходит о многожильных BALUNах, у многих глаза разбегаются. Как тут определить, фильтрует BALUN или нет?
Для этого существует следующее правило. Если жила разделяется на две обмотки, и эти обмотки наматываются встречно – этот трансформатор уже не обладает фильтрующими свойствами.
Схематически изображу два простых примера:
Видим, что верхняя жила разделяется на две обмотки, которые друг относительно друга противофазны. И я специально изобразил в омотках разное количество витков, например 4 и 8. Кто-то на основании этого может сказать, что результирующая индуктивность по верхней жиле не равна нулю, а значит помеха всё-таки встретит индуктивное сопротивление.
Но. Это. Работает. Не так.
Любой ток, и ток помехи в том числе, разделится на два неравных тока по закону Ома I = U / Z. Ровно во столько раз, во сколько реактивное сопротивление верхней индуктивности будет больше нижней, во столько же раз и ток будет меньше в верхней индуктивности, чем в нижней.
Проще говоря, токи разделятся обратно пропорционально индуктивным сопротивлениям и создадут нулевой результирующий магнитный поток.
Откуда следует важный вывод: не имеет значения, сколько именно витков в противофазных обмотках. Если Вы видите, что жила разделяется на две обмотки, намотанные встречно – фильтрующие свойства у такого трансформатора будут уничтожены.
А теперь рассматриваем непосредственно схемы намоток:
Мы уже рассмотрели схемы нормальных BALUNов 1:1 в прошлых роликах, и оговорили, что они используются в роли фильтров, их обмотки намотаны синфазно – всё в порядке:
Однако, встречается схема, где параллельно одной из обмоток намотана третья, якобы для расширения нижнего предела частот:
Если мы присмотримся, то увидим, что она намотана противофазно той, к которой подключена. Всё, фильтр испорчен. Помеха будет создавать в обмотках противофазный магнитный поток и пройдёт на нагрузку.
Следующий BALUN встречается очень часто.
Имеем три обмотки. И видим сразу, что синий провод наматывается против красного и черного. Т.е. у нас есть противофазная обмотка. А если есть противофазная обмотка, то синфазный ток наводки создаст в сердечнике противоположные магнитные потоки, и, не встретив индуктивного сопротивления, пройдёт на нагрузку.
Таким образом, мы получаем бесполезный трансформатор 1:1, который даже не обладает фильтрующими свойствами.
Я не первый, кто критикует данную схему намотки. В своё время Вольвганг Випперман, радиолюбитель и дипломированный инженер из Германии, даже статью написал о таких балунах, где показал, что их индуктивное сопротивление для синфазных токов исчезающе мало.
Следующая схема намотки коварна тем, что она очень похожа на известный BALUN 1:4. Но приглядитесь внимательнее, и Вы увидите всё ту же беду – встречно намотанные обмотки, которые будут создавать встречные магнитные потоки, и результирующее индуктивное сопротивление для синфазных токов будет нулевым.
Та же беда со следующей схемой трансформатора 1:4:
Видим снова, как жила оплётки разветвляется на встречные обмотки. Фильтрующие свойства уничтожены. Хорошо, если у нас будет тихая нешумящая земля. Но давайте будем реалистами. Не всегда её можно организовать на высоте антенны.
В прошлом ролике мы рассматривали схему составного BALUNA и трансформатора 1:2,25.
Оговорили, что функцию фильтрации выполняет правая часть, в то время как трансформация происходит в левом сердечнике. Сразу видно, что на входе левого сердечника обмотки разветвляются противофазно.
Важно понимать, что в сердечниках протекают разные магнитные потоки. В правом сердечнике полезный сигнал никакого магнитного потока не создаёт, его может навести только помеха. А вот в левом – магнитный поток создаётся именно полезным сигналом, за счёт чего и происходит трансформация.
Однако, шоб же ж сэкономить сердечники, какой-то умелец выложил такую схему
Понадеявшись, что фильтр и трансформатор можно намотать на одном сердечнике.
Но нет, нельзя. Теперь синфазный ток наводки с коаксиала будет просто через трансформаторную связь проходить на нагрузку. Ещё раз вспомним, что обмотки трансформатора разветвляются встречно, поэтому совершенно не важно, что мы намотали ещё несколько обмоток в параллель, это не спасёт.
Фильтр и трансформатор на одном сердечнике одновременно размещать нельзя.
Тот же Вольфганг Випперман проверил такую схему на фильтрующие свойства и подтвердил, что фильтрации синфазных токов нет, в отличие от схемы на двух сердечниках.
Такие намотки часто ходят под названием 1:2, хотя на самом деле 1:2,25. Т.е. 1,5 по напряжению.
Ещё одна похожая схема ферритового BALUNa под названием 2:1.
Здесь вообще всё просто. Центральная жила ответвляется и прямиком идёт в нагрузку. А оплётка разветвляется на две встречные обмотки, соответственно индуктивное сопротивление для синфазных токов стремится к нулю. Фильтрующие свойства у данного конструктива никакие.
Ещё одна схема BALUNa, в которой фильтр разместили на том же сердечнике, что и трансформатор 1:4.
Но, как уже сказано, комбинация фильтра и трансформатора с противофазными обмотками на одном сердечнике не работает. А схемы нормальных фильтрующих BALUNов 1:4 мы рассматривали в прошлом ролике.
Схему трансформатора 1:9 мы также рассматривали в пошлом ролике и уже указали на разветвляющиеся встречные обмотки и на прямую гальваническую связь по нижнему проводнику:
Кто-то советует перевернуть трансформатор вверх ногами, чтобы гальваническую связь имела центральная жила коаксиала, а вся индуктивность висела на оплётке.
Но это не поможет. Встречные обмотки всё равно пропустят синфазный ток помехи. Поэтому с такими трансформаторами нужно использовать отдельный фильтр.
И этот совет касается всех трансформаторов, которые сами по себе не обладают фильтрующими свойствами.
Разгребать подобные схемы можно ещё долго, но я думаю Вы уже усвоили главные принципы.
Главное:
- Фильтры всегда имеют только сонаправленные обмотки. Встречные обмотки фильтрующими свойствами не обладают.
- Все обмотки фильтрующего BALUNа синфазны, даже разветвляющиеся.
- Если жила разделилась на две встречно намотанные обмотки – фильтрующие свойства уничтожены. И не важно сколько витков в каждой из обмоток, ток устанавливается по индуктивному сопротивлению с результирующим нулевым магнитным потоком.
- Использовать ферритовые трансформаторы, не обладающие фильтрующими свойствами можно, если последовательно с ними включить дроссель на отдельном сердечнике
Надеюсь, я достаточно доходчиво разъяснил эту тему. Ставьте лайк, если считаете ролик полезным. Предлагайте свои темы в комментариях.
А также прошу поучавствовать в эксперименте: посмотрите этот ролик по второму кругу. Быть может, Ютуб расценит это как хорошее удержание и даст мне больше зрителей, чем 1/30 от моих подписчиков.
На сегодня всё, друзья. Удачи!
