題:
為什麼沒有平衡/不平衡轉換和共模電流衰減的不平衡變壓器?
Hans Neve
2016-07-28 19:16:55 UTC
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我讀過自己關於不平衡變壓器的藍色。尤其是1:1的。

有人聲稱它們只是用來平衡不平衡的信號,這也正是它的名字,但是我發現有幾個聲稱平衡器的主要作用是共模電流衰減。

從我的立場出發,我同意這兩者,因為兩者都是合乎邏輯的。

所以,當我四處尋找不平衡變壓器時,我會找到一些配方一個或另一個,永遠不會同時做。為什麼?

二 答案:
Hamsterdave
2016-07-29 01:54:24 UTC
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有。我懷疑您在平衡時會混淆兩個不同的地方。

共模電流是似乎以相同的極性和大小在饋電線中的兩個導體上流動的電流。如果將RF從理想電源插入理想的同軸電纜,則中心導體上的電流在大小上恰好相等,並且與在同軸電纜屏蔽層的 inside 中流動的電流相位相反。絕對不要在同軸電纜屏蔽層的外部流過電流,並且同軸電纜內部的兩個導體上的電流場會抵消,從而導致輻射為零。

任何確實流過的電流同軸電纜屏蔽層的外部沒有相反的電流,因為沒有緊密耦合的導體可以像在中心導體和屏蔽層內部一樣感應相反的電流。沒有抵消場可以抵消它,因此它可以自由輻射。在接收到信號且無線電未接地的情況下,您可以想像這個未對置的信號會導致整個無線電在共模電壓下“浮動”,實質上,信號將通過無線電電路的接地層進入接收器。

在傳輸信號的情況下,同軸電纜屏蔽的外部似乎是輻射元素或徑向地面,具體取決於確切的性質。

安裝。這通常是“棚屋裡的RF”的原因。同軸電纜的外部輻射非常接近敏感的電子設備。

平衡線上的共模相同。某個電壓似乎在兩個導體上均等地傳播,而不是應有的相位相反,並且出現了相同的問題。

由於兩個導體之間的大小不同,可能會出現共模。在饋線中,或兩者之間的相位差。我們來看一個例子:

如果您有一個對稱平衡的偶極子,並由梯形線饋電,我們知道一根饋線導體上的電壓大小將精確相等,而另一根引線上的相位則相反。如果要在任意時間點和階梯線上的某個點上測量相對於地面的單個導體上的電壓,並且看到+100 V的電勢,則我們希望檢查另一條導體在同一點上的點。時間和地點放在階梯線上,並看到-100伏。相對於彼此測量,電壓將峰到峰為200伏。

現在,讓我們的階梯線經過一大塊接地金屬,但可以說其中一條階梯線導體距離更近比其他金屬。與距離金屬更近的導體相比,更多的功率將從耦合到金屬的導體中耦合出來。如果我們在無線電和接地的金屬之間的某個點測量電壓,也許現在我們會發現,在靠近金屬的那一處,相對於地面的電壓僅為+75伏,而在相距較遠的導體上仍為-100伏。現在,導體之間的共模電壓為-25伏。電壓較低的電線的磁場強度不足以抵消另一導體的整個磁場,因此現在存在“過量”磁場,饋電線會輻射,如果無線電設備接地不良,它會在-25伏時浮動。

好,所以現在我們對普通模式及其含義有了一個很好的了解。平衡-不平衡變換器有什麼作用?

平衡-不平衡變換器有兩種基本形式,重要的是不要混淆它們:扼流圈和變壓器。

變壓器很少見。它們通過磁耦合工作,並且通常具有隔離繞組。這意味著有單獨的初級繞組和次級繞組,並且兩者之間沒有直流直接路徑。它們之間的任何電流轉移都是通過耦合(通常是通過某種類型的芯)進行的。變壓器適用於非常高效的阻抗轉換,因為鐵芯在您使用的頻率下損耗非常低,而且通常設計為在給定頻率下諧振。當差模和共模電流在一次側相遇時,它們實際上會加在一起,從而形成再次“乾淨”且平衡的波,但波的大小會因兩者的相長和相消干擾而改變信號被合併。

正確設計和安裝後,它們確實提供了共模抑制,但要付出一定的代價。它們通常是窄帶的,僅在幾個頻帶上效果最佳。在它們的諧振窗口之外,存在很大的電抗,這會使它們效率低下並引起SWR問題。它們的價格也往往更高,因為低損耗的鐵心材料製造起來更昂貴,並且它必須物理上很大,因為它將在繞組之間承載100%的總電流。

您可以使它們寬帶化,但是只能通過犧牲共模抑制來實現,因為您將沒有隔離繞組。這些通常被稱為“ ununs”,儘管這是IMO的一個名詞,因為它暗示著它仍然在……與cho氣之類有關。實際上,它們只是阻抗變壓器(將EAR扼流圈放在您的EARCHI上,沒有任何徑向,它根本不會調諧)。

第二種不平衡變壓器,扼流圈,常見的情況是,它在很寬的頻率範圍內提供平衡和出色的共模衰減。權衡就是效率。

扼流圈不平衡變壓器的工作原理是將兩個導體的電流同時感應到單個磁芯上。我們知道電流在理想情況下是相等且相反的,因此,如果它們以相同的方向並排纏繞在環形線圈上,則它們在環形線圈上感應的電場也將相等且相反。這意味著它將消除並且鐵芯中將沒有淨磁場。這意味著如果系統達到完美平衡,則環形線圈中將流過零電流。

當系統不平衡時,一根導體的磁場“獲勝”,並在環形線圈上感應出一些電流。然後,該電流必須流過兩個導體之間的環形線圈。如果我們使用損耗非常大的芯材,該電流將變成熱量,並從饋線消失。由於該感應場等於兩個繞組之間的場強之差,因此信號在離開平衡-不平衡變換器時將再次保持平衡,儘管損耗等於共模電流與差模之比。

扼流圈的問題是熱量。如果系統嚴重失衡,則環形線圈可能會產生大量熱量,並且由於它們不是用於輻射熱量的特別有效的形狀或材料,因此在僅15或20瓦共模損耗的情況下,它就可以積聚到一個有問題的水平。大環形面。您可以通過使用多個環形線圈和較少的匝數來解決此問題,並在多個環形線圈之間分散功耗,但這會變得很大,很沉重,而且可能非常昂貴。

通過串聯和並聯組合使用1:1的扼流圈,可以有效地完成阻抗轉換(首先假設合理的平衡)。它們是非諧振的,實際上是在利用損耗而不是最大程度地避免損耗,這一事實使它們非常寬泛。

TL; DR 在達到平衡和消除共模之間沒有有效的區別,但是有兩種不同的實現平衡的方法,很容易將其描述為“變壓器”和“扼流圈”。 >

Phil Frost - W8II
2016-07-31 18:58:52 UTC
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您可以將巴倫製成帶有SO-239連接器和兩個螺絲端子的接線盒,並用一些電線將它們連接起來。我認為這在某種意義上是可行的,但如果您不希望傳輸線上的共模電流,則效果不是很好。廉價偶極子套件中的許多“平衡器”就是這樣。共模電流。

在沒有共模電流的情況下運行的同軸電纜或雙芯傳輸線中,有一個點會抵消傳輸線中電流產生的電磁場。對於同軸電纜,這是屏蔽,對於雙芯電纜,這是兩個導體之間的虛點。我們將此點稱為“接地”。

如果此時存在場,則一定是因為存在共模電流。因此,如果要連接同軸電纜和雙芯電纜,則需要接地。

如果考慮同軸電纜,這很容易,因為屏蔽層可以直接連接的東西。但是,使用雙引線並不是那麼容易,因為地面不是導體,而是導體之間的空間。因此,無法通過同軸電纜將同軸電纜連接到不引入共模電流的普通導線。

因此,所有有效巴倫必須解決共模電流以這種或那種方式。諸如 autotransformer balun的一些變壓器,僅在傳輸線上沒有共模電流開始時才起作用。

其他諸如共模扼流圈的變壓器通過對共模電流呈現高阻抗(理想情況下為無限)來工作。共模扼流圈是非常常見的平衡-不平衡轉換器設計,即使在平衡至平衡或不平衡至不平衡的傳輸線連接中,它也很有用,以減少可能由其他機制引入的共模電流。



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