Балун (симметрирующий трансформатор)

Обсуждение аппаратуры для радиосвязи.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2205
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение ru0aog » 09 дек 2015, 14:15

Немного откачусь к трансформаторам и математике.
Чтобы не казалось чудом, что вот такая схема обеспечивает трансформацию сопротивлений 1:4, 1:9 и т.д.

Возьмём обычный трансформатор:
01.JPG
01.JPG (6.42 КБ) 3090 просмотров
У него есть первичная обмотка I и вторичная II.
Выводы первичной обмотки обозначены как "а", вторичной - "b".
Начало обмотки имеет индекс "1", конец - "2".

Если число витков в обмотках одинаковое, то напряжение, ток и сопротивление трансформируются без изменений (потери рассматривать не будем).

Теперь усложним задачу.
Добавим третью обмотку III с такими же параметрами, и включим её во вторичную цепь последовательно (что эквивалентно увеличению числа витков вторички вдвое)
02.JPG
02.JPG (13.1 КБ) 3089 просмотров
Что получилось?
Как мы знаем, напряжение на обмотках трансформатора прямо пропорционально соотношению витков.
То есть, грубо говоря U1 = N1, U2 = N2.
У нас витков во вторичке вдвое больше, поэтому 2*U1 = U2.

Теперь небольшое отступление.
Из закона Джоуля-Ленца мы знаем, что мощность в цепи равна P = U * I.
А из закона Ома - что ток в цепи равен I = U / R.
Значит, мощность можно выразить через напряжение и сопротивление: P = U^2/R.
Это математика :)

Возвращаемся к трансформатору.
Поскольку мощность в первичке равна мощности во вторичке Р1 = Р2,
то получается, что:
P1 = U1^2/R1 = P2 = U2^2/R2.
или
U1^2/R1 = U2^2/R2.

Как мы уже выяснили, 2*U1 = U2, значит:
U1^2/R1 = (2*U1)^2/R2 или
U1^2/R1 = 4*U1^2/R2.

Другими словами, сопротивление вторички в 4 раза выше сопротивления первички.

А теперь перейдём к автотрансформаторному включению:
03-1.JPG
03-1.JPG (10.64 КБ) 3083 просмотра
или, что то же самое:
03-2.JPG
03-2.JPG (8.96 КБ) 3086 просмотров
Теперь выделяем первичку и вторичку:
03-3.JPG
03-3.JPG (13.81 КБ) 3085 просмотров
Что мы видим?
Мы видим, что первичкая обмотка стала частью вторичной!
То есть, фактически, эта схема включения эквивалентна вот этой:
02.JPG
02.JPG (13.1 КБ) 3089 просмотров
Соотношение первички и вторички такое же 2*N1 = N2.
Естественно, в автотрансформаторном варианте отсутствует развязка и по первичной обмотке течёт суммарный ток первички и вторички, но зато конструкция упростилась.

А что ещё видим?
Ба! Да это же схема балуна 1:4

Сравним вот это:
03-1.JPG
03-1.JPG (10.64 КБ) 3083 просмотра
и это:
bal14.jpg
Последний раз редактировалось ru0aog 09 дек 2015, 14:54, всего редактировалось 12 раз.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
UB0AES
Сообщения: 2312
Зарегистрирован: 25 янв 2014, 10:01
позывной: UB0AES
CиБи позывной: портос
Имя: Олег
Откуда: Канск

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение UB0AES » 09 дек 2015, 14:23

Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2205
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение ru0aog » 09 дек 2015, 14:58

А если взять три обмотки в автотрансформаторном включении?
Вот так:
04-1.JPG
04-1.JPG (14.27 КБ) 3078 просмотров
Или нарисуем по другому, вот так:
04-2.JPG
04-2.JPG (18.76 КБ) 3078 просмотров
При одинаковом количестве витков в обмотке получим 3*U1 = U2.
U1^2/R1 = (3*U1)^2/R2
или
U1^2/R1 = 9*U1^2/R2.
Вот вам балун 1:9
9to1_schematic.jpg
9to1_schematic.jpg (47.24 КБ) 3076 просмотров
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2205
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение ru0aog » 09 дек 2015, 15:04

Надеюсь, как трансформируются сопротивления мы разобрались :)

Теперь вопрос - почему нужно мотать столько последовательных обмоток как в силовом трансформаторе?
Ведь можно просто намотать сколько нужно витков первички и вторички.

Отвечаю - намотать можно, но витки лягут несимметрично.
На звуковых частотах и на частоте 50 Гц это не принципиально, а вот на ВЧ разница будет весьма ощутима.
Поэтому мотаем сложенным вдвое (или втрое) проводом, а потом соединяем концы.
Так мотаются все симметрирующие трансформаторы, даже если потом обмотки включат автотрансформаторно.
Вот и получается, что число витков в обмотках везде одинаковое :) а мы уж соединяем их как нам надо.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
Седой
Сообщения: 1049
Зарегистрирован: 20 авг 2013, 08:14
позывной: RØAEI
CиБи позывной: Седой
Имя: Max
Откуда: Красноярск

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение Седой » 09 дек 2015, 16:10

Надо вечерком вдумчиво почитать.
Вложения
14296489022985.png
:)
14296489022985.png (89.4 КБ) 3061 просмотр
Аватара пользователя
Седой
Сообщения: 1049
Зарегистрирован: 20 авг 2013, 08:14
позывной: RØAEI
CиБи позывной: Седой
Имя: Max
Откуда: Красноярск

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение Седой » 09 дек 2015, 17:10

Станислав, вот такой у меня получается транс, вот если диполь запитывать, то к двум концам по плечу диполя.
А если у меня веревка одна?? Можно их вместе соединять? Не догоняю я все-равно :'(
Вложения
G1CCNvlN.jpg
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2205
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение ru0aog » 09 дек 2015, 17:22

Седой, думаю, надо включить трансформатором, раз уж три обмотки намотал:
01.JPG
01.JPG (14.31 КБ) 3044 просмотра
По фото непонятно, как ты обмотки между собой соединил...

Но можно было бы и автотрансформатором сделать (а1-а2 никуда не подключены, и вообще не нужны):
02.JPG
02.JPG (13.8 КБ) 3041 просмотр
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2205
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение ru0aog » 09 дек 2015, 17:32

З.Ы.
Посмотрел ещё раз вашу ссылку и кажется разобрался, как у вас включено.
Наверное вот так:
03.JPG
03.JPG (15.2 КБ) 3040 просмотров
Прям как во второй картинке из этого поста.
Да, для диполя вполне годится.
Перекиньте землю, как на рисунке выше (из средней точки вторички на один из лучей), и всё получится для одного длинного луча.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
ru0ab
Сообщения: 9805
Зарегистрирован: 15 ноя 2012, 17:21
позывной: RU0AB
CиБи позывной: Первый Граф Авенирыч
Имя: АвенирычЪ

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение ru0ab » 09 дек 2015, 17:48

Есть вопрос. Сколько витков и на чем нужно мотать на первичную обмотку, и на остальные ? Например для трансформатора 1:1, 1:2, 1:4 ... Не забывая, что наша аппаратура имеет сопротивление 50 ом.
Аватара пользователя
Седой
Сообщения: 1049
Зарегистрирован: 20 авг 2013, 08:14
позывной: RØAEI
CиБи позывной: Седой
Имя: Max
Откуда: Красноярск

Re: Балун (симметрирующий трансформатор)

Сообщение Седой » 09 дек 2015, 17:48

Кажется до меня доходить начало....
Мне нужны то 2 обмотки, а я третью зафигачил. Убираю один провод а1-а2 и получаю то, что нужно...

Изображение
Ответить