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Forum: HF, Funk und Felder Transformator mit "secondary center tap" in LTSpice


Autor: Der Neue (Gast)
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Hallo,

ich habe einen Balun von Mini Circuits (T1-6T, 50 Ohm, Impedance Ratio 
1:1)

Ich versuche schon einige Tage diesen Balun als idealen Trafo in LTSpice 
zu simulieren. Meine Kernfrage ist bezogen auf das Bild unten:

Ich will eine 50 Ohm Anpassung auf der Sekundärseite. Dies ergibt sich 
in der Simulation nur, wenn ich die Induktivitäten auf der Sekundärseite 
wie folgt wähle:

L2 = L3 = L1/4 * (N)^2

1:1 --> 1/1 --> N=1

L2 = L3 = L1/4

Ich hätte erwartet, dass bei einem Verhältnis 1:1, links und rechts 
gleichviele Windungen sind. Sicher war ich nicht ob rechts dann 
insgesamt die gleiche Windungszahl wie links zu erwarten ist oder ob 
durch den "center tap" sich rechts die gesamte sSpule in der 
Windungszahl verdoppelt.

Also nochmal auf den Punkt: Sind das auch von der Theorie her die 
korrekten Induktivitätsverhältnisse für einen 1:1 center tapped balun?

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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SPICE interessiert sich nicht für Windungen oder Wicklungsverschaltung! 
Du definierst nur L pro Wicklung und kannst noch einen Kopplungsfaktor 
wählen, der die Güte bestimmt.

Deswegen ist dein Schaltplan Blödsinn, wenn erst 1:1 drin steht und dann 
unterschiedliche Induktivitäten im Trafo auftauchen.

Die Induktivitäten werden beim idealen Trafo quadratrisch transformiert. 
Also stimmt das was du mit LTspice rausgefunden hast.

Deine Gleichungen habe ich mir nicht angesehen.

Autor: Der Neue (Gast)
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Nun Tatsache bei dem von mir erwähnten MiniCircuits Balun ist, dass er 
ein Impedanzverhältnis von 1:1 hat und wie oben gezeigt mit 25 Öhmern 
abgeschlossen werden muss, für 50 Ohm primärseitig gesehen. In der 
Simulation ist das nur mit den im Bild gezeigten Induktivitäten möglich. 
Daher schreibe ich 1:1 drüber und habe unterschiedliche Induktivitäten 
primär und sekundärseitig.

Natürlich kann ich keine Windungszahlen in LTSpice eingeben aber nach L 
~ (N)^2 ergeben sich die im Bild gezeigten Induktivitäten.

Mir ist jetzt nicht ganz klar inwiefern der Schaltplan Blödsinn ist. 
Hilf mir doch bitte nochmal oder bestätige die Formeln.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hm. Das Datenblatt ist echt dürftig und das ich es erst selbst suchen 
muß, gefällt mir nicht. Induktivitäten sind direkt keine angegeben.

Ich würde das so interpretieren, das das ein Trafo mit drei gleichen 
Wicklungen ist, wovon zwei in Reihe geschaltet wurden. Alle drei Ports 
sollten dann also 50 Ohm haben. Ich weiß nicht wie du auf 25 Ohms 
kommst, WEIL 25+25 hier mitnichten 50 Ohm ist! Liegt da dein Fehler? 
Sobald du zwei Spulen gleicher Art auf einem Kern koppelst, vervierfacht 
sich der Induktivitätswert bezogen auf eine dieser Spulen. Ist das dir 
klar?

Meß das Ding doch mal aus.

Autor: Der Neue (Gast)
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Also laut Hersteller müssen für 50 Ohm Eingangswiderstand der Ausgang 
mit den beiden 25 Ohm Widerständen wie oben im Bild abgeschlossen 
werden. Über die Induktivität der Spulen habe ich keine Aussage. Laut 
LTSpice klappt es nur mit den im Bild gewählten Verhältnissen und den 
von mir daraus abgeleiteten Formeln (s.o.). Was ich jetzt nur noch haben 
wollte ist jemand der sich mit Trafos mit center tap befasst hat und 
sagt "genau so ist es, alles richtig erfasst" oder "hier und da ist ein 
Fehler aber das mit den 25 Ohm stimmt".
Mit dem vervierfachten Induktivitätswert, ich denke du meinst, dass sich 
die Windungszahl quadratisch auf die Induktivität auswirkt. L ~ (N)^2

Autor: Der Neue (Gast)
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Habe mit dem NWA gemessen und mit 25 Ohm Abschlüssen sehe ich 50 Ohm im 
Smith bei S11.

Habe halt kein RLC Meter.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Wo steht da was im Datenblatt von 25 Ohm? Ich kann das nicht finden und 
bin mit mini-parts auch nicht bewandert. Ist für mich kein Lieferant.

Wenn du einen NWA hast, dann verstehe ich das eh nicht. Bist doch 
bestens ausgerüstet.

Autor: Trozdemeingast (Gast)
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Auch wenn der Beitrag schon alt ist - hier die Lösung des Rätsels:

Ja, es stimmt schon, was du mit LTSpice herausgefunden hast. Die 
Induktivitäten verhalten sich wie 1:4 also verhält sich das 
Übersetzungsverhältnis wie 1:2 (Quadratische Abhängigkeit zwischen 
Induktivitäten und Windungszahlen).

Während beim idelaen Trafo die Spannungen und die Ströme mit dem 
jeweiligen Übersetzungsverhältnis transformiert werden, werden 
Widerstände mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses transformiert.

Für diese Schaltung bedeutet das, dass die 25 Ohm Widerstände mit dem 
Faktor 4 auf die Primärseite transformiert werden - dort also wie 100 
Ohm wirken. Jetzt hast du aber zwei Sekundärwicklungen mit jeweils 25 
Ohm. Das bedeutet, dass zwei 100 Ohm Widerstände auf die Primärseite 
transformiert werden. Die beiden 100 Ohm Widerstände verhalten sich aber 
wie in einer Parallelschaltung (die zwei Sekundärwicklungen nehmen den 
gesamten magnetischen Fluss der Primärwicklung auf). Damit werden die 
beiden 100 Ohm Widerstände primärseitig zu 50 Ohm, was für die 
vorhandene 50 Ohm Impedanz eine perfekte Anpassung bedeutet.

Ich hoffe, das Rätsel ausreichend erklärt zu haben.

LG

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