Domanda Trasformatore di impedenza con nucleo a bacchetta di ferrite

[it9aet]

Ciao a tutti.
Ho cercato di studiare il funzionamento teorico di un trasf. di imp. con bacchetta di ferrite, per esempio un un-un 4:1.
Supponiamo di costruire questo arnese con 10 + 10 spire su bacchetta di ferrite di circa 10 cm in modo che da una estremità colleghiamo l'antenna, nell'altra la massa e al centro dell'avvolgimento complessivo (in tutto 20 spire) colleghiamo il tx. In pratica un autotrasformatore.
Facendo i conti con le formuline del trasformatore, scomodando il rapporto di trasformazione, otteniamo che l'impedenza vista dal tx risulta, in questo caso, 1/4 di quella dell'antenna. Fin qui tutto bene.
Mi chiedo:
1) visto che alle varie bande, per esempio per un'antenna multibanda, l'impedenza dell'antenna risulta sia capacitiva che induttiva, verrà divisa per 4 sia la parte reale che quella immaginaria. Giusto?
2) l'autotrasformatore deve essere costruito in modo che il flusso complessivo all'interno del nucleo sia nullo (bobine in controfase) ed inoltre in modo che esso risulti non-risonante alle frequenza di interesse in modo da avere una risposta piatta e quindi ottenere una banda molto ampia. Giusto?
3) la reattanza equivalente alle varie frequenze dell'autotrasf. (che, proprio perchè non deve risuonare risulta molto elevata) si trova in serie all'impedenza dell'antenna necessariamente. Giusto?
4) come si concilia il fatto che da un lato ci fornisce 1/4 dell'impedenza dell'antenna e dall'altro mi aumenta enormemente la reattanza induttiva in serie all'antenna?
5) E se cambio il numero di spire, pur rimanendo simmetrico (15+15 oppure 118+18 spire, etc.) e quindi conservando il rapporto 4:1, cosa cambia? La reattanza complessiva in serie all'antenna, suppongo.

Per ora mi fermo qui e, in attesa di un vostro commento, anche dal punto di vista matematico, vi saluto cordialmente e rimango in...ascolto!

Giuseppe IT9AET

[IK7JWY]

Riferimento: Trasformatore di impedenza con nucleo a bacchetta di ferrite

Mi chiedo:
1) visto che alle varie bande, per esempio per un'antenna multibanda, l'impedenza dell'antenna risulta sia capacitiva che induttiva, verrà divisa per 4 sia la parte reale che quella immaginaria. Giusto?
2) l'autotrasformatore deve essere costruito in modo che il flusso complessivo all'interno del nucleo sia nullo (bobine in controfase) ed inoltre in modo che esso risulti non-risonante alle frequenza di interesse in modo da avere una risposta piatta e quindi ottenere una banda molto ampia. Giusto?
3) la reattanza equivalente alle varie frequenze dell'autotrasf. (che, proprio perchè non deve risuonare risulta molto elevata) si trova in serie all'impedenza dell'antenna necessariamente. Giusto?
4) come si concilia il fatto che da un lato ci fornisce 1/4 dell'impedenza dell'antenna e dall'altro mi aumenta enormemente la reattanza induttiva in serie all'antenna?
5) E se cambio il numero di spire, pur rimanendo simmetrico (15+15 oppure 118+18 spire, etc.) e quindi conservando il rapporto 4:1, cosa cambia? La reattanza complessiva in serie all'antenna, suppongo.

Ciao Giuseppe,
non male come primo messaggio sul forum (a parte la presentazione )
Credo che alle prime 3 domande sopra citate la risposta sia affermativa.
Per la 4), penso vada considerato che la reattanza interna all'autotrasformatore è su entrambi i lati, lato antenna e lato RTX. Quindi, aumenta la reattanza induttiva in serie all'antenna ma il rapporto di trasformazione dell'impedenza resta 4:1, per come è strutturato il trasformatore.
Per la 5), aumentando il numero di spire aumenta la reattanza interna del trasformatore, lato antenna e lato RTX. Più è grande è la reattanza del trasformatore rispetto a quelle in gioco, meglio si comporta il trasformatore, nel senso che la sua risposta all'interno della banda utile è più uniforme.
Ciao

[it9aet]

Riferimento: Trasformatore di impedenza con nucleo a bacchetta di ferrite

Ciao ik7jwy,
grazie per avermi risposto.
Non so di cosa soffra la mia presentazione, forse è un pò troppo banale...? Non capisco...
Comunque veniamo alle risposte che mi hai dato. Bene per le conferme per i primi tre quesiti ma nella 4° e 5° domanda intendevo chiedere se, aumentando il numero di spire in modo simmetrico (in modo da conservare la trasformazione 4:1) l'impedenza complessiva del trasformatore aumenti e quindi, nonostante la riduzione di 1/4 che il tx legge rispetto all'impedenza totale dell'antenna, quest'ultima aumenti all'aumentare del numero di spire. La risposta mi sembra ovviamente positiva. Se è così, allora è vero che utilizzando il trasformatore avviciniamo un'alta impedenza ai fatidici 50 Ohm ma è anche vero che bisogna stare attenti al numero di spire. Infatti, se esageriamo con esse si rischia comunque di avere un'impedenza ancora troppo alta. Tu che ne pensi?

Inoltre, se l'impedenza dell'antenna risulta capacitiva tanto meglio perchè, poco o molto, le due impedenze, Xc (antenna) e XL(trasformatore), si compensano ma se la reattanza dell'antenna risulta induttiva le due reattanza si sommano aumentando, così, quella totale peggiorando le cose. Che ne pensi?

In attesa, saluti.

Giuseppe.

[IK7JWY]

Riferimento: Trasformatore di impedenza con nucleo a bacchetta di ferrite

Ciao ik7jwy,
grazie per avermi risposto.
Non so di cosa soffra la mia presentazione, forse è un pò troppo banale...?

La tua presentazione è sanissima .
Ho scritto

non male come primo messaggio sul forum (a parte la presentazione)

perchè in realtà era quella (la presentazione) il tuo primo messaggio.

ma è anche vero che bisogna stare attenti al numero di spire. Infatti, se esageriamo con esse si rischia comunque di avere un'impedenza ancora troppo alta. Tu che ne pensi?

Da un punto di vista formale e teorico, un autotrasformatore con 10+10 spire e uno con 100+100 spire mi danno sempre un rapporto di trasformazione di 4:1. Aumentando le spire complessive del trasformatore aumenta la sua reattanza, ma è chiaro che si tratta di raggiungere un buo compromesso tra esigenze contrastanti.
Meno spire significano meno perdite, anche se poi bisogna usare un materiale con più elevata permeabilità e quindi una minore potenza disponibile prima che vada in saturazione.
Tempo fa lessi in giro, se non ricordo male su un newsgroup, un interessante messaggio che spiegava come determinare il *minimo* numero di spire di un trasformatore (lato RTX) per un balun. Se lo trovo ne segnalo il link.
Ciao

[it9aet]

Riferimento: Trasformatore di impedenza con nucleo a bacchetta di ferrite

Se trovi il link fammelo sapere sarebbe veramente interessante.

Conoscendo le impedenze che presenta l'antenna (R+/-jX) alle varie bande, ammesso sia essa multibanda, se facciamo una media dei valori reali (R) e di quelli immaginari (X) possiamo decidere quale rapporto deve avere l'autotrasformatore per avvicinarsi ai fatidici 50 Ohm. Il resto lo possiamo fare con un adattatore di impedenza per compensare la reattanza ed adattare la R verso i 50 Ohm (pi-greco o T oppure circuito ad L).

Pensi che ci sia un modo di procedere giusto o pensi ci debba essere un altro modo?

Ciao.

[IK7JWY]

Riferimento: Trasformatore di impedenza con nucleo a bacchetta di ferrite

Se trovi il link fammelo sapere sarebbe veramente interessante.

eccolo:
http://www.nntp.it/hobby-radioamator...a-toroide.html

(in particolare, in una delle risposte al messaggio iniziale, l'autore spiega come determinare il numero *minimo* di spire del trasformatore)

Conoscendo le impedenze che presenta l'antenna (R+/-jX) alle varie bande, ammesso sia essa multibanda, se facciamo una media dei valori reali (R) e di quelli immaginari (X) possiamo decidere quale rapporto deve avere l'autotrasformatore per avvicinarsi ai fatidici 50 Ohm. Il resto lo possiamo fare con un adattatore di impedenza per compensare la reattanza ed adattare la R verso i 50 Ohm (pi-greco o T oppure circuito ad L).

Mah, a dire il vero mi sembra una ridondanza metterci due circuiti separati tra antenna e RTX (trasformatore e adattatore). Alla fine, potrei fare prima con un accordatore. Se con il trasformatore ottengo un ROS decente, non credo valga la pena stare ad impazzire ulteriormente per portarlo necessariamente a 1:1.

Ciao

[it9aet]

Riferimento: Trasformatore di impedenza con nucleo a bacchetta di ferrite

Grazie per il link.

Certo, se abbiamo la fortuna che il trasformatore ci ha avvicinati sufficientemente ai famigerati 50 Ohm, si tratta solo di eliminare la reattanza che mi separa dalla resistenza pura dell'antenna. Tuttavia, avendo a che fare con un'antenna multibanda, sia la resistenza che la reattanza variano di brutto e, nonostante la divisione per 4 (4:1 del trasf., per esempio) potremmo avere bisogno estremo anche dell'adattatore oltre che dell'accordatore.

Sarebbe interessante conoscere l'impedenza dell'antenna alle varie bande e confrontarla con quella all'uscita del trasf. 4:1. Qualcuno ha fatto questa prova?

Una ultima cosa.
Quando si progetta un adattatore a pi-greco (o a T), si tiene conto solo della parte resistiva dell'impedenza di antenna (che deve essere riportata ai 50 Ohm) o anche della parte reattiva? E se si tiene conto anche della parte reattiva, come si gestiscono le formulette, per esempio, per progettare un adattatore simmetrico?

A voi l'ardua sentenza.

In (fervida) attesa, porgo i miei più cordiali e sentiti '73.

Ciao!!