Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trifilar gewickelten Trafo simulieren


von R. F. (rfr)


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Hallo,

ein HF-Trafo wird auf einen Kern gewickelt, (Ferroxcube N27, da=16 mm).
Ich würde diesen Trafo in LTspice simulieren. Bisher scheiterte das.

Hat jemand da einen Tip?

Gruss

Robert

von Johannes E. (cpt_nemo)


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An was bist du denn gescheitert bzw. wie hast du es versucht zu 
simulieren?

Das sind im Prinzip einfach drei Induktivitäten, die miteinander 
magnetisch gekoppelt werden.

In der Praxis hat ein HF-Trafo auch Eigenschaften, die nicht so einfach 
in einer Simulation nachgebildet werden können. Das kommt aber drauf an, 
was man genau in der Simulation sehen möchte. Du solltest also dein 
Problem schon etwas genauer beschreiben.

von R. F. (rfr)


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Im Prinzip weiss ich nicht, wie so ein Trafo funktioniert. 
Eigentlichmuss er 6 Kopplungsfaktoren haben, daneben 3 
Gegeninduktivitäten. Aber was bestimme ich wie?

Der Trafo ist in einem Antennenvorverstärker, der an einer KW Antenne 
betrieben wird. Er koppelt die HF aus.

Gruss

Robert

von Falk B. (falk)


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@  R. Freitag (rfr)

>Im Prinzip weiss ich nicht, wie so ein Trafo funktioniert.

Siehe Transformatoren und Spulen, das ist ein Anfang.

>Eigentlichmuss er 6 Kopplungsfaktoren haben, daneben 3
>Gegeninduktivitäten. Aber was bestimme ich wie?

Messen?. Induktivität im Leerlauf sowie bei kurzgeschlossener 
Sekundärwicklung, damit erhälst du den Koppelfaktor. Das Ganze in allen 
Kombinationen.

http://www.wolfgang-wippermann.de/koppelfa.htm

MFG
Falk

von Johannes E. (cpt_nemo)


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R. Freitag schrieb:
> Im Prinzip weiss ich nicht, wie so ein Trafo funktioniert.
> Eigentlichmuss er 6 Kopplungsfaktoren haben, daneben 3
> Gegeninduktivitäten. Aber was bestimme ich wie?
>
> Der Trafo ist in einem Antennenvorverstärker, der an einer KW Antenne
> betrieben wird. Er koppelt die HF aus.
>
> Gruss
>
> Robert

Wenn der Trafo trifilar auf einen Kern gewickelt ist, dann hat er einen 
relativ hohen Kopplungsfaktor, ich würds mal im Bereich 0,95 - 1,0 
testen.

Bei drei Wicklungen hat man drei Kopplungsfaktoren, die sollten aber 
alle gleich groß sein.
In diesem Fall kann man einfach schreiben:
  "K1 L1 L2 l3 0.98"

Die Induktitiväten sind auch alle gleich groß, die kann man relativ 
einfach ausmessen. Die Gegenindukivität ist durch den Kopplungsfaktor 
schon definiert, die muss man nicht extra angeben.

von Wolfgang Horn (Gast)


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Hi, Johannes,

> R. Freitag schrieb:
>> Der Trafo ist in einem Antennenvorverstärker, der an einer KW Antenne
>> betrieben wird. Er koppelt die HF aus.

Damit hat die kapazitive Kopplung infolge der trifilaren Verdrillung 
schon eine hohe Wirkung.
Das ist das Erfolgsprinzip im Balun, deshalb ist er der Kammerwicklung 
überlegen. wo es eben nicht mehr egal ist, wo heisses Ende und kaltes 
Ende welcher Wicklung liegen.
Sondern die kapazitive Kopplung muss die induktive unterstützen, dazu 
muss die Verdrillung so gewählt sein, dass die Impedanz passt.
Nähere Informationen unter Balun.

Ob der Kandidat das erkannt hat, könnte Ziel einer Prüfungsfrage sein.

Ciao
Wolfgang Horn

von Hans (Gast)


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Nimm den hochpermeablen Kern von Wolfgangs Seite - der hat nen 
Koppelfaktor von 99,98!

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Hallo Wolfgang,

> ... die kapazitive Kopplung muss die induktive unterstützen, dazu
> muss die Verdrillung so gewählt sein, dass die Impedanz passt.
> Nähere Informationen unter Balun.

So wie ich das verstehe, soll die kapazitive Kopplung bei einem Balun 
bzw. bei einem (HF-)Trafo möglichst klein sein, da sie eher störend 
wirkt.

Gleichzeitig soll die magnetische Kopplung möglichst groß sein, das 
erreicht man am besten dadurch, dass die Wicklungen miteinander 
verdrillt sind bzw. sehr nahe nebeneinander liegen.

Man kann natürlich nicht beides gleichzeitig erreichen, muss also einen 
Kompromiss suchen. Aber die Aussage, das die kapazitive Kopplung die 
induktive unterstüzt, kann ich nicht nachvollziehen.

Für die Simulation ist es sicher am besten, erst mal ohne störende 
Kapazitäten zu beginnen. Damit versteht man die Funktion des Trafos am 
besten. Danach kann man die Kapazität als zusätzliches Bauteil 
einsetzen, um zu sehen, wie sich das dann auswirkt.

von Falk B. (falk)


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@  Johannes E. (cpt_nemo)

>Kompromiss suchen. Aber die Aussage, das die kapazitive Kopplung die
>induktive unterstüzt, kann ich nicht nachvollziehen.

Me too!

Es sei denn, man gleicht das auf Resonanz und den gewünschten 
Frequenzbereich ab. Ist das so?

MfG
Falk

von R. F. (rfr)


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Eine Simulation funktioniert nicht, das Programm beschwert sich, ein Sub 
nicht zu finden. Die DG_NMOS.lib befindet sich in 
/home/rfr/.wine/drive_c/Programme/LTC/LTspiceIV (ich nutze SuSe). Das 
Verzeichnis hat die Unterverzeichnisse examples und lib.

Das Programm beschwert sich  mit den Worten 'Unknown subcircuit called 
in xu1 p001 n004 n005 n006 bf994'.  Was es mir damit mitteilen will, 
sagt es nicht. Villeicht kann mir jemand erstmal hier weiterhelfen.

Den Trifilaren behandeln wir dann später.

Gruss + Dank

Robert

von Johannes E. (cpt_nemo)


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R. Freitag schrieb:
> Eine Simulation funktioniert nicht, das Programm beschwert sich, ein Sub
> nicht zu finden. Die DG_NMOS.lib befindet sich in
> /home/rfr/.wine/drive_c/Programme/LTC/LTspiceIV (ich nutze SuSe). Das
> Verzeichnis hat die Unterverzeichnisse examples und lib.
>
> Das Programm beschwert sich  mit den Worten 'Unknown subcircuit called
> in xu1 p001 n004 n005 n006 bf994'.  Was es mir damit mitteilen will,
> sagt es nicht. Villeicht kann mir jemand erstmal hier weiterhelfen.
>
> Den Trifilaren behandeln wir dann später.
>
> Gruss + Dank
>
> Robert

Leg die Bibliotheken in das gleiche Verzeichnis wie die Simulation 
selbst. Dann muss man die Bibliothek mit .LIB einbinden, z.B. .LIB 
DG_NMOS.lib.

Der Vorteil ist, dass man dann ein Zipfile von diesem Verzeichnis machen 
und verschicken kann, welches auch auf einem andren PC lauffähig ist.

von Wolfgang Horn (Gast)


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Hi, Johannes,

> > So wie ich das verstehe, soll die kapazitive Kopplung bei einem Balun
> bzw. bei einem (HF-)Trafo möglichst klein sein, da sie eher störend
> wirkt.

Ja: Die Wicklungskapazitäten und die kapazitive Kopplung sollen im 
HF-Trafo möglichst klein sein. Deshalb aufwändige Mehrkammerwicklungen 
und Schirmfolie zwischen Primär- und Sekundärwicklung.

Was umso schwerer fällt, je kleiner die Wellenlänge


> Gleichzeitig soll die magnetische Kopplung möglichst groß sein, das
Klar.

> Man kann natürlich nicht beides gleichzeitig erreichen, muss also einen
> Kompromiss suchen. Aber die Aussage, das die kapazitive Kopplung die
> induktive unterstüzt, kann ich nicht nachvollziehen.

Könnte das Antennensimulationsprogramm EZNEC die verteilten Kapazitäten 
und verteilten Induktivitäten im Balun brauchbar simulieren?
Dazu "bräuchte" man "nur" jede Wicklung in Teilwicklungen unterteilen 
und jede Kopplungskapazität durch Teilkapazitäten nachbilden.
Mich schaudert's vor dem Aufwand, weil ja alles auf alles koppelt...

Egal, das Bild ist schon brauchbar: Auf eine bestimmte Teilindukltivität 
der Sekundärseite koppelt jede Teilinduktivität der Primärseite, 
verbunden mit ihrer Teilkapazität. Die einen mehr, die anderen weniger.

Zum Begriff "unterstützen" - diesen meine ich so - liefern der 
kapazitive und der induktive Anteil einen Beitrag zum Ausgangsstrom, 
oder haben wir da einen kleinen Kurzschluss?

Nähere Informationen müssten im ARRL-Handbuch zu finden sein.


> Für die Simulation ist es sicher am besten, erst mal ohne störende
> Kapazitäten zu beginnen.
Vereinfachung ist für den Anfang sinnvoll, klar.

Für Audio-Frequenzen ja.

> Danach kann man die Kapazität als zusätzliches Bauteil
> einsetzen, um zu sehen, wie sich das dann auswirkt.
Für den nächsten Schritt simuliere erst mal die Kopplungskapazität, die 
Du mit einem Kapazitätsmesser zwischen Primär- und Sekundärwicklung 
messen könntest.
In weiteren Schritten unterteile Primär- und Sekundärwicklung in n 
Teilwicklungen mit n Teilinduktivitäten und n Teilkapazitäten, zunächst 
mal n=2, 3, 4...unendlich :-)

Wenn Du Primär- und Sekundärwicklung bifilar ausführst, sind die 
wichtigsten Koppelkapaztäten schon klar.

Cioa
Wolfgang Horn

von R. F. (rfr)


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Hallo alle,

Anbei die neue Schaltung eines Antennenverstärkers. Es fällt mir auf:

-) die Verstärkung hört bei 10 MHz auf, soll aber bis 30 MHz gehen.

-) Q1 soll die Verstärkung abregeln, wenn das Eingangssignal zu gross 
wird.
    wie simuliere ich das?

-) Sind die Annahmen zum trifilarem Trafo richtig?

-) gibt es Verbesserungen?

Viele Grüsse

Robert

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Wie oben schon gesagt, leg alle Symbole und Bibliotheken in das 
Projekt-Verzeichnis, also das Verzeichnis, in dem die .asc-Datei liegt 
und mach vom Verzeichnis ein Zip-File. Ansonsten kann man das auf einem 
anderen PC nicht öffnen.

Bei mir wird das Symbol "xdgnmos" nicht gefunden.

von R. F. (rfr)


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Hallo,

da aus unerfindlichen Gründen mein gzip macht, was es will (!= das, was 
ich will) gibt es die files ungepackt.

Gruss

Robert

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