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9-2013

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HF-Praxis 9/2013

Grundlagen Bild.6:

Grundlagen Bild.6: Einfügedämpfung mit der Phasendrehung als Parameter Bild.7: Insertion-Loss-beim AD-TT1-11I T16-1 T 1:16 (Widerstandsverhältnis). Die Windungszahlen verhalten sich also entsprechend der Spannungsübersetzung 1:1, 1:2 und 1:4. Weiter ist die Einfügedämpfung von der Impedanz abhängig. Diese ist ja durch das Verhältnis von Spannung zu Strom gegeben. Ein hoher (geringer) Strom jedoch bedingt einen hohen (geringen) internen Spannungsabfall an einem Verlustwiderstand. Eine hohe Impedanz bedeutet hohe Spannungen und geringe Ströme. In gewissem Maße ist der Verlauf der Einfügedämpfung auch von der Durchgangsleistung abhängig. Das hängt mit der nichtlinearen Magnetisierungskurve des Kerns zusammen. Bei kleinen Leistungen (bis 100 mW) ist es relativ leicht, einen breiten Einsatzfrequenzbereich zu sichern. Da ein DC-Strom die Magnetisierungskurve verschiebt, hat auch er Einfluss. Wie testet man einen von 50 oder 75 Ohm hochtransformierenden Trafo mit einem 50- oder 75-Ohm-Messystem? Ganz einfach: man schaltet zwei dieser Transformatoren „back to back", also mit den Sekundärwicklungen direkt zusammen. Der eine Trafo transformiert dann hoch, der andere wieder auf 50 oder 75 Ohm herab. Die gemessenen Dämpfungswerte in dB teilt man einfach durch 2. Weitere Testmöglichkeiten beschreibt die angegebene Quelle. Amplituden- und Phasenbalance beim Dreiwicklungstrafo Ein Dreiwicklungstrafo ist praktisch immer ein Trafo mit mittenangezapfter Sekundärwicklung (Center-Tapped Tranformator). Hier kommt es oft darauf an, dass sich die sekundären Teilwicklungen möglichst identisch verhalten. Bei perfekt symmetrischem Aufbau wird höchste Symmetrie bezüglich Amplitude und Phase erreicht, jedoch ist diese konsequente Konstruktion praktisch meist nicht möglich. Die Hersteller messen mit verschiedenen Methoden die Amplituden- und Phasen-Unsymmetrie und stellen sie grafisch als Funktion der Frequenz dar. Die unten angegebene Quelle geht näher darauf ein. Beispielhaft bringt Bild 10 die Darstellung für den-AD-TT1-1. Die Abweichungen sind gering. Dieser Transformator transformiert 1:1. Bei höheren Übersetzungsverhältnissen ergeben sich in aller Regel größere Abweichungen. Zum Einsatz Voraussetzung für das Erzielen der im Datenblatt angegebenen Leistungswerte ist der korrekte Abschluss eines HF-Transformators. Dies bedeutet nichts Bild 8: Insertion Loss beim AD T4-1 WT Bild 9: Insertion Loss-beim AD-T16-1-T 12 hf-praxis 9/2013

Grundlagen Bild 11: Zur Ermittlung von Außenwiderständen und Spannungen bei Dreiwicklungstrafos Bild 10: Amplituden- und Phasendifferenz beim AD TT1-1 anderes als die Einhaltung der vorgeschriebenen äußeren Impedanzen von z.B. 50 oder 75 Ohm bei 1:1-Transformation, welche zur Leistungsanpassung führen. Bild 11 ist eine allgemeingültige Darstellung. Das Windungszahlverhältnis oben von 1:N gilt für die gesamte sekundäre Wicklung. Im Falle 1:2 hätten somit alle drei Wicklungen die gleiche Windungszahl. Die beiden Sekundärspannungen wären somit mit 2/4-x Vi = Vi/2 gleichgroß wie die Eingangsspannung. Diese hätte infolge dortiger Leistungsanpassung den halben Wert der Urspannung der Quelle (Vi), da über dem Innenwiderstand der Quelle Rt die andere Hälfte der Urspannung abfallen würde. Für die beiden sekundären Impedanzen (Lastwiderstände RL) würde jeweils gelten: 22/2 x Rt = 4/2 x Rt = 2 x Rt Für einen solchen 50-Ohm-Trafo würde also gelten Rt = 50 Ohm und RL1 = RL2 = 100 Ohm. FS © 2013 AWR Corporation. All rights reserved. AWR ® , der Innovationsführer bei Hochfrequenz-EDA-Soft ware, liefert Software, welche die Ent wick lung von High- Tech-Produkten beschleu nigt. Laden Sie eine KOSTENLOSE 30-Tage- Testversion herunter und über zeugen Sie sich selbst. www.awrcorp.com • Microwave Office ® für die Entwicklung von MMICs, Modulen und HF-Leiterplatten • AXIEM ® für 3D-Planar- Elektromagnetik-Analyse • Analog Office ® für das Design von RFICs • Visual System Simulator für die Konzeptionierung von Kommu ni ka- Mit AWR als Ihre Hochfrequenz- Design-Plattform können Sie neu ar tige, preiswerte Produkte schneller und zuverlässiger ent wickeln. Olivier Pelhatre tionsarchi tek turen AWR olivier@awrcorp.com hf-praxis Finden Sie 9/2013 heraus, was AWR für Sie Germany +49 170 916 13 4110 tun kann:

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