Forum: HF, Funk und Felder Windungszahlen bei Impedanztransformatoren verstehen


von Ingo (Gast)


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Hallo liebe Gemeinde!

Ich hab da noch ein Verständnisproblem. Das betrifft 
Impedanztransformation. Bevor ich jetzt viel schreibe und nur Verwirrung 
stifte, habe ich das, was mich irritiert, in einer Grafik an Hand von 
zwei Beispielem zusammengefasst.

Mich interessiert, wie die Werte für die Wicklungen zu Stande kommen. 
Rein rechnerisch kann ich das nicht nachvolziehen. Google ist hier, bis 
auf echt harte Fachlektüre, auch nicht hilfreich. Ich denke mir, dass es 
da doch einen einfachen Einstieg für das verständis geben muss?

LG & Merci

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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ZL wählt man, grob gesagt, stets so hoch, dass im Betriebsfall eines
Trafos nur noch wenig induktiver Einfluss vorhanden ist, d. h. Z << ZL.

So wenigstens Faktor 10 wird man da normalerweise nehmen, d. h. ZL
(bei kleinster Betriebsfrequenz, falls es um ein Breitbandsystem geht)
liegt für ein 50-Ω-System wenigstens bei 500 Ω.  Das ist in deinen
Beispielen ja der Fall.

von Ingo (Gast)


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Hallo Jörg,

Danke für die Antwort. Klar, bei einem Trafo wird ja der induktive Teil 
im Wirklastbetrieb, bedingt durch das entgegenwirkende Magnetfeld der 
anderen Seite, der induktive Teil fast ganz aufgehoben.

Da ergeben sich drei Fragen:
- Also kann ich beim bau, frei nach Lust und Laune, irgendeinen Faktor 
zwischen 10-100 wählen?
- Gibt es eine obere Grenze? (ich nehme an, die ist dann erreicht, wenn 
der verbleibende induktive Restanteil einen signifikanten Einfluss auf 
die Übertragung ausübt?)
- Gibt es einen Weg da ein Optimum zu errechnen? Etwas über den Daumen 
brechen fühlt sich immer so... unprofessionell an.

LG

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Ingo schrieb:
> Also kann ich beim bau, frei nach Lust und Laune, irgendeinen Faktor
> zwischen 10-100 wählen?

Im Prinzip schon.  Allerdings steigen natürlich mit höherer
Windungszahl ggf. die Kupferverluste an, insofern wird man eher so
wenig wie nötig (mit so dickem wie möglich) Draht wickeln.  Außerdem
steigt bei höherer Windungszahl auch die Eigenkapazität, sodass sich
im schlimmsten Fall die Eigenresonanz bis in dein Nutzband schiebt.

von B e r n d W. (smiley46)


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> Gibt es einen Weg da ein Optimum zu errechnen? Etwas über den Daumen
> brechen fühlt sich immer so... unprofessionell an.

Es handelt sich um einen Kompromiss. Wird die Primärinduktivität zu 
gross, nimmt auch die Streuinduktivität zu. Hat der Übertrager einen 
Koppelfaktor von 95%, so besteht die Primärinduktivität zu 5% aus der 
Streuinduktivität und nur 95% koppeln auf die Sekundärseite über. Die 
Streuinduktivität auf der Sekundärseite begrenzt die obere Grenzfrequenz 
des Breitbandübertragers.

Außerdem gibt es beim oberen Übertrager ein Problem mit der Sättigung, 
da Gleichstrom durch die Wicklung fließt. Eine zu hohe Windungszahl ist 
da von Nachteil und macht möglicherweise einen größeren Kern 
erforderlich.

Beim unteren Beispiel handelt es sich um einen Resonanzübertrager. Die 
Eingangsimpedanz bei Resonanz hängt somit von der Güte des 
Schwingkreises ab und wie zuvor von der transformierten Impedanz am 
Ausgang.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Ingo schrieb:
> Mich interessiert, wie die Werte für die Wicklungen zu Stande kommen.

Ein Trafo transformiert vorwärts die Spannung und rückwärts den 
Strombedarf.

Hat man also ein Windungsverhältnis m:n beispielsweise 2:1, werden aus 
12V rein bloss 6V, und wenn dort 6 Ohm dran hängen, also 1A fliessen 
soll, werden auf Primärseite 0.5A verlangt.

Nun sind 12V und 0.5A aber 24 Ohm, also wird die Impedanz nicht m:n, 
sondern m^2:n^2 transformiert.

Es gibt natürlich noch eine Mindestwindungsanzahl die sich aus der 
Genauigkeit des Transformationsveerhältnisses ergibt, und eine 
Mindestwindungsanzahl die sich aus der Sättigung des Kernes 
(Spannungszeitfläche) ergibt.

von Ingo (Gast)


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Nabend,

Okay, danke. Aus den Erklärungen erschließt sich mir der Zusammenhang 
und die grundlegenden Regeln. (Okay, Grundlagen zum Transformator sind 
klar. Aber HF-Zeugs ist immer etwas... seltsam. :) )

LG

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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B e r n d W. schrieb:
> Außerdem gibt es beim oberen Übertrager ein Problem mit der Sättigung,
> da Gleichstrom durch die Wicklung fließt.

Naja, ist ein Eisenpulverkern, das sind ja die mit dem „eingebauten
Luftspalt“. :)  Da dürfte die Sättigung erst dann ein Thema werden,
wenn man wirklich bei Leistungsstufen angekommen ist (steht ja nicht
dran, wozu die Schaltung gehört).

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