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DIY制作隔離信號注入變壓器

西安樂拓精益 ? 2023-06-07 16:46 ? 次閱讀
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最近在學(xué)習(xí)模電知識,接觸到了測量運放環(huán)路增益,需要使用合適的注入變壓器,查找資料發(fā)現(xiàn)商用信號注入變壓器價格昂貴,不適合個人學(xué)習(xí)使用??吹絃OTO使用普通音頻變壓器做測試,也跟技術(shù)群友做了交流,嘗試使用各種變壓器、共模電感做測試,效果都不太理想。在逛某魚時發(fā)現(xiàn)有位大神在出售自制的信號注入變壓器,其介紹性能不錯,隨購買了1只做測試,發(fā)現(xiàn)滿足使用需求,高低頻性能都不錯,其介紹的40Hz--8M的頻率范圍都滿足要求,好奇其原理也想學(xué)習(xí)下變壓器相關(guān)知識,在網(wǎng)上查找了相關(guān)知識,決定嘗試自己制作。

用的磁環(huán)是非晶納米晶磁環(huán),其特點是高飽和磁感應(yīng)強度、高磁導(dǎo)率、低損耗、優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性,能實現(xiàn)更高的頻率范圍及低頻性能。

變壓器線圈使用雙絞線繞制,雙向雙線并繞的方法,雙線并繞的特點及好處是兩個繞組直流電阻對稱,交流阻抗對稱,輸入輸出相位能更好的同步。

準(zhǔn)備材料:磁環(huán)參數(shù)(10KHz每匝感量80uH左右)雙絞線(0.2平方鍍銀錢)

wKgaomSAM8eAC41yAAPSNp3R060830.png

開始繞制:

wKgZomSAM9GAVzI4AAMxE0dzhZM419.png

繞制完成并固定:

wKgZomSAM9mARUYHAAL3oUCLHfQ282.png

兩組繞組線頭并接上錫處理 完成制作:

wKgaomSAM-KASpn1AANdlm7H1o4425.png

制作完成后 兩種顏色各對應(yīng)輸入輸出 1:1轉(zhuǎn)換,上電橋測試對應(yīng)兩繞組參數(shù) 我這電橋選的是10K檔

wKgZomSAM-uAfI1hAAPE73xyalM080.pngwKgaomSAM_OAUvz5AAO6JfkZ7EI344.png

對比兩繞組電感 參數(shù)基本一致,下一步用LOTO 進(jìn)行掃頻測試頻響曲線波特圖,連接信號源輸入輸出測試:

wKgaomSAM_2ATOwMAA9So4spJgo896.png

上圖使用的是LOTO虛擬示波器的OSCA02ES型號,示波器擴展信號源模塊,可以掃頻,也可以在掃頻的同時測試波特圖或者極坐標(biāo)的奈奎斯特圖,對于看頻響特性曲線非常方便。信號源模塊的正弦波掃頻輸出如圖接在白色線的兩端作為輸入,同時一個示波器的探頭也并聯(lián)在這個位置,監(jiān)控著掃頻輸入。另一個示波器探頭接在變壓器的副邊,也就是藍(lán)色線處,同時監(jiān)控著變壓器的輸出。

LOTO示波器軟件自帶的頻響曲線功能得到的測試10Hz -10M 掃頻曲線:

wKgaomSANASADEZ-AADzRgBDdeE316.png

10Hz -10M 掃頻 波特圖 信號幅度全程在-3dB范圍內(nèi) 繞制成功。

用LOTO示波器觀察各頻率波形對比 100Hz(黃色和藍(lán)色波形分別為輸入和輸出的電壓波形,重疊在一起,所以看起來像是一條波形,其實是兩條)

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用LOTO示波器觀察各頻率波形對比 1KHz(黃色和藍(lán)色波形分別為輸入和輸出的電壓波形,重疊在一起,所以看起來像是一條波形,其實是兩條)

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用LOTO示波器觀察各頻率波形對比 100KHz(黃色和藍(lán)色波形分別為輸入和輸出的電壓波形,重疊在一起,所以看起來像是一條波形,其實是兩條)

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用LOTO示波器觀察各頻率波形對比 1MHz(黃色和藍(lán)色波形分別為輸入和輸出的電壓波形,重疊在一起,所以看起來像是一條波形,其實是兩條)

wKgZomSANCaAGi_8AAH164Nugqw515.png

用LOTO示波器觀察各頻率波形對比 5MHz(黃色和藍(lán)色波形分別為輸入和輸出的電壓波形,重疊在一起,所以看起來像是一條波形,其實是兩條)

wKgaomSANDCAXgGRAAHysKF_ZUw736.png

需要注意的是,單向并繞的話低頻很容易磁飽和,雙向兩線并繞法能在低頻下更好的抗磁飽和實現(xiàn)更低的頻率范圍。不同品質(zhì)的磁環(huán),也能會有不同的低頻特性,下圖是同樣繞制方法做的兩個不同的樣品在不同磁環(huán)品質(zhì)下的不同低頻性能表現(xiàn):

wKgaomSANECAABgIAAW-FxLQrPE437.png

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