Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kann man einen T-Ringkern für Ringkerntransformatoren verwenden?


von A. D. (egsler)


Lesenswert?

Da der Ausgang vom Funktionsgenerator an meinem Oszi auf Masse bezogen 
ist, möchte ich diesen isolieren, um Signale (im Audiofrequenzbereich) 
unabhängig von meiner Tastkopf-Masse einspeisen zu können. Das 
sinnvollste ist da ja vermutlich ein Signaltrafo.

Einen solchen hab ich nicht hier, aber ich hatte hier einen T-Ringkern 
Typ 15 (rot/weiß) rumliegen. Laut Datenblatt ist der erst ab Frequenzen 
von 100kHz geeignet, aber da ich nichts anderes hier hab, hab ich 
einfach mal zwei Wicklungen mit je ~50 Windungen draufgepackt. Das 
funktioniert bei einer Last von 1kOhm an der Sekundärwicklung jetzt (wie 
erwartet) nur so semi-gut, aber zumindest bekomme ich was raus.
Hauptproblem: Sinnvolles Ausgangssignal bekomme ich erst so ab ~10kHz, 
darunter bricht die Spannung sehr schnell ein. Ich würd aber gern so ab 
20Hz nutzen können.

Logische Lösung: Ich bestelle mir einen Audiotransformator, der sollte 
das richten können. Oder was ist die Standardmethode um den Ausgang von 
einem Funktionsgenerator galvanisch zu trennen (außer Ground abkleben, 
aber das fällt hier eh flach, da im Oszi verbaut)?

Aber die eigentliche Frage die mir gekommen ist: Ergibt es überhaupt 
Sinn, mit den typischen Eisenpulver T-Ringkernen einen Trafo zur 
Signalisolierung zu bauen? Typ 26 (gelb/weiß) ist laut Datenblatt bis zu 
DC geeignet, Anwendungsbeispiele sind aber nur Drosseln, keine Trafos. 
Könnte ich mir damit einen breitbandigen Signaltrafo mit ausweichend 
Windungen wickeln, sodass mein Funktionsgenerator für einen großen 
Frequenzbereich isoliert nutzbar wird?

von Hp M. (nachtmix)


Lesenswert?

A. D. schrieb:
> Ergibt es überhaupt
> Sinn, mit den typischen Eisenpulver T-Ringkernen einen Trafo zur
> Signalisolierung zu bauen?

Nein.
µ ist unnötig niedrig.

von remo (Gast)


Lesenswert?

Wo liegt die unterste Messfrequenz? 20Hz?

von remo (Gast)


Lesenswert?

A. D. schrieb:
> Ergibt es überhaupt
> Sinn, mit den typischen Eisenpulver T-Ringkernen einen Trafo zur
> Signalisolierung zu bauen?

Grundsätzlich geht das. Es hängt aber auch von der Signal-Amplitude ab. 
Bei größeren Amplituden geht das Kernmaterial irgendwann in die 
Sättigung und das Ausgangssignal wird deformiert/beschnitten/whatever.

Kennst du das Programm Mini-Ringkern-Rechner?
http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm

von A. D. (egsler)


Lesenswert?

Hp M. schrieb:
> µ ist unnötig niedrig.
Ist das Drosselmaterial nicht auch auf hohes µ getrimmt?

remo schrieb:
> Wo liegt die unterste Messfrequenz? 20Hz?
Genau, ich würd gern bis 20 Hz runter, da kann die Amplitude aber 
meinetwegen auch schon bissel runter sein. Aber unter 100 Hz möchte ich 
gerne recht linear gelangen.

remo schrieb:
> Bei größeren Amplituden geht das Kernmaterial irgendwann in die
> Sättigung und das Ausgangssignal wird deformiert/beschnitten/whatever.
Große Pegel hab ich da nicht, Ausgangsspannung sollte so 1...2V sein, 
bei einer Last von 1 KOhm.

von Phasenschieber S. (Gast)


Lesenswert?

Warum nicht eine optische Übertragung?

von Ach Du dickes Ei (Gast)


Lesenswert?

Langfristig könnte man an dieser Stelle einen gelb/weißen Ringkern 
einsetzen (bis 50kHz).

von Ach Du dickes Ei (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Der geht, soweit ich weiß, sogar bei 20Hz los?!

von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

A. D. schrieb:
> Große Pegel hab ich da nicht, Ausgangsspannung sollte so 1...2V sein,
> bei einer Last von 1 KOhm.

Die Last ist nicht das Problem, sondern die niedrige Induktivität deines 
Trafos. Da du die Kerngröße nicht gesagt hast, nehme ich einfach mal 
einen T68-Kern in Material 15 an. Das ergibt bei 50Wdg. etwa 45µH. XL 
bei 20Hz ist demnach 5,6mOhm. Dein Generator ist also mit dem 
Magnetisierungsstrom bei niedrigen Frequenzen total überlastet.

von A-Freak (Gast)


Lesenswert?

Wie andere vor mir schon geschrieben haben ist ein Eisenpulver-Kern 
wegen dem verteiltem Luftspalt ungeeignet, du kommst nicht auf die 
nötige Induktivität.

Was halbwegs geht ist ein Ferrit-Kern mit großem µ wie z.B: in einer 
Gleichtaktdrossel, aber auch dann soltlest du mit mehreren hundert 
Windungen rechnen damit halbwegs genügend Induktivität herauskommt.

von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

A-Freak schrieb:
> Was halbwegs geht ist ein Ferrit-Kern mit großem µ wie z.B: in einer
> Gleichtaktdrossel, aber auch dann soltlest du mit mehreren hundert
> Windungen rechnen damit halbwegs genügend Induktivität herauskommt.

Genau.

Beispiel: Kern RM14 aus N67 mit AL=6000 braucht 441Wdg. damit bei 20Hz 
und 2Vp die Flußdichte nicht über 0,3T ansteigt. 
Magnetisierungsstromamplitude wäre dabei 13,6mA. Das würde 
funktionieren.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

A. D. schrieb:
> Hp M. schrieb:
>> µ ist unnötig niedrig.
> Ist das Drosselmaterial nicht auch auf hohes µ getrimmt?

Nicht bei den Eisenpulverkernen. Die sind auf eine hohe 
Sättigungsflußdichte getrimmt. Es gibt aber auch Ferritkerne in der 
gleichen Bauform.

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Allenfalls waere eine Stromkompensierte Drossel geeignet das Netz zu 
entkoppeln. Man laesst dabei den GND durch ein Wicklung, das Signal 
durch die Andere, und kann so GND-GND Signale, zB Brumm etwas 
unterdruecken.

von Designer (Gast)



Lesenswert?

Ach Du dickes Ei schrieb:
> Der geht, soweit ich weiß, sogar bei 20Hz los?!

Das was du gepostet hast ist aber Teflonband aus dem Baumarkt!

von Ach Du dickes Ei (Gast)


Lesenswert?

Designer schrieb:
> Das was du gepostet hast ist aber Teflonband aus dem Baumarkt!

Ach soo, das tut mir leid. Ich wollte aber eigentlich einen gelb/weißen 
Ringkern zeigen, die sehen zufällig genauso aus.

Phasenschieber S. schrieb:
> Warum nicht eine optische Übertragung?

Die können nur den Informationsgehalt und nicht die Energie übertragen 
und benötigen deshalb eine Extrastromversorgung.

von voltwide (Gast)


Lesenswert?

Einen Ringkern, selbst aus Ferrit, ist angesichts von mehreren 100 auf 
zu bringenden Windungen, einfach nur eine Schnapsidee.
Handelsübliche Gleichtaktdrosseln gibt es bis zu mehreren 100uH. Mit 
rund 1% Streuinduktivität wird der Pegel am oberen Bandende abfallen.
Ansonsten gibt es bei Bürklin fertige Audioübertrager von Pikatron, die 
funktionieren recht gut.

von Mark S. (voltwide)


Lesenswert?

edit: gemeint waren mehrere 100mH

von Hp M. (nachtmix)


Lesenswert?

voltwide schrieb:
> Ansonsten gibt es bei Bürklin fertige Audioübertrager von Pikatron, die
> funktionieren recht gut.

Gute NF-Trafos, z.B. für Mikrofone, haben hohe Induktivitätwerte, damit 
der Blindwiderstand ω*L selbst bei der niedrigsten zu übertragenden 
Frequenz sehr viel höher ist als die Impedanz der angeschlossenen 
Schaltung und nicht den Frequenzgang am niederfrequenten Ende verdirbt.
Dazu benötigt man i.W. sehr viele Windungen auf dem Kern, denn die 
Induktivität steigt mit der Windungszahl zum Quadrat.
Leider steigt mit der Windungszahl auch die Wicklungskapazität, die das 
obere Ende des Frequenzgangs bestimmt.
Deshalb möchte man gleichzeitig möglichst wenige Windungen haben.

Der Ausweg aus diesem Dilemma ist die Verwendung eines Kernmaterials mit 
sehr hohem µ. Meist verwendet man deshalb Kerne aus Permalloy aka 
Mumetall, das magnetisch sehr weich ist und Permabilitäten weit über 
50000 haben kann. https://de.wikipedia.org/wiki/Mu-Metall
Leider ist dieses Material anspruchsvoll in der Verarbeitung, weil es 
durch mechanische Beanspruchung (Biegen Schläge) seine guten 
Eigenschaften verliert und sie erst durch einen Glühprozess unter 
Schutzgas wiedergewinnt.
Man sollte daher davon absehen solch einen Übertrager 
auseinanderzunehmen, und selbst die Messung des Gleichstromwiderstandes 
der Wicklungen kann einen Mikrofontrafo irreparabel verderben.

von A. D. (egsler)


Lesenswert?

Ich habe gerade mal mit dem Mini-Ringkern-Rechner rumgespielt, sehr 
cooles Tool! Ok, um für den unteren Audiobereich sinnvolle Impedanzen zu 
bekommen wickel ich mich ja zu tode, die Ringkerne ergeben da 
tatsächlich überhaupt keinen Sinn.

von Dieter (Gast)


Lesenswert?

A. D. schrieb:
> wickel ich mich ja zu tode

Eine Chance dem CovidTod zu entkommen.

Zwei Netztrafos hintereinander fuer tiefe Frequenzen und eine 
Netzdrossel mit zwei Wicklungen zweckentfremdet fuer die hohen 
Frequenzen wuerde ich Dir als vorlaufige Einfachloesung vorschlagen.

von Ach Du dickes Ei (Gast)


Lesenswert?

A. D. schrieb:
> wickel ich mich ja zu tode

Oder man legt die Ein- und Ausgangsimpedanzen sehr niederohmig aus (am 
besten 4 Ohm), wie beim Audioverstärker, dann genügen auch nur ein paar 
Windungen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.