Bonjour,
Comment réaliser un transformateur d'isolement du genre de celui-ci:
northhills-sp0017CC
Mais avec une impédance de sortie de 10ohms au lieu d'avoir 50ohms.
La bande de fréquence d'intérêt est de 10Hz-5MHz.
L'usage est de faire un transfo d'injection de signal dans une boucle d'asservissement de convertisseur DC/DC.
Merci
le mieux est de revoir ton électronique pour accepter l'impédance du transfo , ce qui sera peanuts par rapport à refaire un transfo.
Bjr à toi,
Je doute de la réalisation par un AMATEUR d'un tel transfo avec les caractéristiques annonçées.
De plus l'indication 10 Hz---5 Mhz ne stipule en rien de la "forme" de la bande passante ? Atténuation ?
Bonne journée
Merci pour les réponses.
Pour refaire l'électronique, c'est très difficile:
- d'un coté il y a un HP 4195A avec une impédance de sortie de 50ohms (à la limite on peut utiliser une impédance d'entrée pour le transfo plus forte)
- de l'autre coté il faut s'insérer dans une boucle d'asservissement en la perturbant au minimum et une résistance série de 10ohms sur laquelle on branche un transfo est un bon compromis.
(cf. mesure de bode)
pour la bande de fréquence il faut être à +/-5dB sur environ 100Hz-500KHz.
c'est la zone dans laquelle on peut avoir à chercher les marge de gain et de phase pour l'asservissement
éh-béh tu mes une résistance de 15 ohms (à la louche) en // sur la sortie , et tu n'aura qu'à ajuster les niveaux , ce qui doit être possible sur le bousin.
Merci Pixel,
J'avais déjà envisagé cette solution.
La question est dans le titre, j’aimerais surtout savoir comment on fait un tel transfo d'isolement. Ma motivation n'est pas de résoudre un problème pratique, mais plutôt d'être moins idiot aujourd'hui qu'hier.
Un transfo n'étant qu'une ferrite (avec un matériau bien choisi) et des bobinages...
c'est très probablement un transfo sur tore, pour obtenir une telle BP.
des cours sur les transfos y'en a à la pelle.
la meilleure soluce pour toi est d'acheter le modèle en lien et de débobiner le secondaire à la valeur voulue.
Le rapport d'impédance est la racine carrée du rapport de tension.
donc 10 tours coté 10ohm, 22 tours cotés 50ohm.
Tu prends un tore de filtre de mode commun, et tu évites de le saturer...
Jusqu'ici tout va bien...
Merci polo974,
J'ai fait une petite expérience avec un tore d'alim à découpage, que j'ai cablé en transfo avec un rapport de 1:1 (cf la photo) le nombre de tour est à peu près de 20. J'ai collé deux BNC.
j'ai utilisé le setup de mesure suivant:
- le géné HP3325A sweep de 10Hz à 200KHz -20dBm.
- l'analyseur de spectre HP8568B de 0Hz à 200KHz avec une RBW de 100.
Dans un cas je branche directement le géné sur l'analyseur.
Dans le deuxième cas je mets le transfo entre les deux.
La photo montre les deux spectres sur l'analyseur.
On voit que le système atténue pas mal en BF dans la zone 0-40KHz (normal vu le nombre de tour et avec une ferrite taillée pour du découpage plus HF). Je ne sais pas si c'est vraiment gênant pour le test d'asservissement étant donnée qu'en BF le gain de boucle est élevé.
Pour fonctionner un peu mieux en BF je vais utiliser un transfo audio que j'ai commandé chez Farnell.
Dans ce cas, avec le rapport de réduction 2:1 je devrais pouvoir résoudre mon problème d'impédance par la même occasion.
Sinon j'ai aussi commandé des ferrites Epcos et du fil pour faire mes essais
Un noyau laqué jaune, c'est principe de la simple poudre de fer, normal que l'inductance magnétisante soit faible.
Il faudrait plutot une ferrite, d'un type bien adapté à cette application, soit de type MN/Zn orientée signal et HF (groupe 3 dans la nomenclature ferroxcube), soit à la rigueur de type Ni/Zn (groupe 4), mais à forte perméabilité.
D'autre part, un transfo basé uniquement sur l'effet magnétique ne fonctionne bien que pour environ 3 décades.
Les transfos couvrant un rapport de ~106 comme ceux de Northills sont en fait des lignes de transmission enroulées, dont la fréquence de coupure basse est étendue par la présence du noyau magnétique. Ce n'est pas facile à réaliser correctement de façon amateur, et en général, ce n'est pas du fil émaillé standard qui est employé, c'est du cuivre argenté isolé au téflon, avec des caractéristiques précises déterminées par les impédances.
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
Merci Tropique,
C'est sûr que mon inductance jaune est faiblarde.
Mais bon, je n'ai pas pu m’empêcher de brancher de tester et de voir.
J'ai mesuré son inductance et elle est de 35µH, ce qui fait que la coupure à -3dB en BF se situe vers 120KHz car à cette fréquence l'impédance de l'inductance vaut la moitié des 50ohms du géné.
J'ai ensuite essayé avec une autre ferrite que j'ai bobinée avec un rapport 1:1 et son inductance est de 90µH (la photo jointe dans ce post), la fréquence de coupure BF est maintenant vers 45KHz, ce qui est cohérent avec la valeur de l'inductance.
La photo du HP8568A montre 3 courbes:
- un trait horizontal qui correspond au niveau en direct sans transfo.
- la courbe tout en bas qui correspond au transfo jaune, avec la coupure à 120KHz.
- la courbe du milieu qui correspond à la ferrite noire de ce post avec sa coupure à 45KHz.
J'ai commandé chez farnell des ferrites N87 EPCOS présentant un Al de 2600nH.
Si je veux une coupure à 100Hz cela me donne une inductance de primaire de 40mH soit 124 tours (ça va être long à bobiner) et je m'attend à avoir seulement 20dB d'atténuation à 10Hz.
Je ne sais pas trop où cela va couper en HF...
Bonjour,
J'ai trouvé ça:
http://www.canford.co.uk/Products/22...on-transformer
C'est en quoi le noyau et le fil?
j'ai vu aussi ça:
http://www.mpsind.com/MPS-pdf-datash..._Datasheet.pdf
Si quelqu'un reconnait les ferrites?
C'est de l'alliage amorphe, et le fil est bobiné en multifilaire de manière contrôlée. Il y a apparemment 4 brins, dont deux servent au primaire et au secondaire et deux à l'équilibrage/compensation.Envoyé par jlcms
Le pot ferrite est sans doute une ferrite du groupe 3, genre 3E27, avec aussi un bobinage particulier.
Il est impératif d'employer des formes fermées, sans entrefer, pas comme ton tambour.
Idéalement, cela doit être un tore, mais c'est beaucoup plus difficile à bobiner de manière contrôlée, raison pour laquelle les transfos vidéo sont faits sur d'autre formes.
Les noyaux pour transfos DSL sont bien adaptés à ton application, il faut juste mettre assez de spires pour descendre assez bas en fréquence.
Voir un résumé des propriétés et applications ici:
http://www.ferroxcube.com/appl/info/PSG2003.pdf
Je te conseille d'employer un des transfos vidéo tout fait, tu t'éviteras beaucoup de soucis.
Attention cependant que la capacité inter-enroulements est très forte, et que à haute fréquence si tu injectes ton signal à un point haute impédance de la boucle, tu vas d'une part modifier ses caractéristiques, et d'autre part injecter également du signal en mode commun, de manière capacitive.
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
Bonsoir,
J'ai reçu mes ferrites et je les ai essayées.
J'ai fait 200 tours pour le primaire, ce qui m'a donnée une inductance de 98mH et une résistance série de 4.75ohms.
J'ai fait 100 tours pour le primaire, ce qui m'a donnée une inductance de 21mH et une résistance série de 1.88ohms.
(pour les ferrites ETD34/N87 le Al=2600nH, et L=n²*Al)
J'ai mis du papier épais entre le primaire et le secondaire pour diminuer la capa de couplage mais j'ai encore 51pF (sur le transfo tambour j'avais 150pF). Pour diminuer cette capa il faudrait deux compartiments de bobinage, pour mettre les bobines primaire et secondaire cote à cote plutôt que l'une sur l'autre.
Lorsque je branche une resistance de 10ohms sur le secondaire mon impédance sur le primaire est de 51ohms, donc l'adaptation d'impédance fonctionne bien.
Après mesure, les fréquences de coupures -3dB sont à 44Hz pour la BF et 64KHz pour la HF.
On tombe sur ce que disait Tropique: ce genre de transfo ne couvre que 3 décades.
J'ai essayé de simuler mes mesures avec ltspice, je n'ai pas eu de problème pour retrouver la fréquence de coupure BF, mais il a fallu que je bricole le "K L1 L2 .9xxx" pour recaler la coupure HF. Mais après ce recalage les résultats à 1MHz ne sont pas tout à fait recalés.
Pour l'instant ce transfo est utilisable, car les fréquences de crossover de mes alims à découpage sont inférieures à 100KHz. De plus la mesure montre, qu'à 200KHz l’atténuation n'est que de 10dB, et qu'à 1MHz l’atténuation n'est que de 20dB ce qui le rend encore utilisable quitte à changer les niveaux d’excitation.
Je vais par la suite essayer de trouver des ferrites plus large bande.
Sinon je n'ai pas trouvé d'informations sur "lignes de transmission enroulées" dont parle Tropique, et j'aimerais bien comprendre le principe.
Tu peux trouver quelques notions de base dans ces article:
http://www.mwrf.com/Articles/Index.c...rticleID=15089
http://www.minicircuits.com/pdfs/howxfmerwork.pdf
http://www.radio-kits.co.uk/radio-re...PA/ECO6907.pdf
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
J'ai essayé de lire mais je n'ai pas compris où était cette ligne dans le circuit.
Faut-il que je torsade mes fils de primaire et de secondaire, avant de les bobiner, pour les coupler en HF?
C'est plus ou moins ça, mais c'est un peu plus compliqué: on peut effectivement les torsader, si le diamètre et les caractéristiques du vernis sont telles que l'impédance tombe dans les bonnes valeurs, mais souvent on emploie du fil spécial, bifilaire ou quadrifilaire, genre fil à wrapper mais multiple, pour avoir des caractéristiques précises et reproductibles.
C'est quelque chose qui ne se fait pas au hasard, il ne suffit pas de prendre n'importe quels fils et les torsader n'importe comment pour que ça fonctionne bien.
Seuls les fabricants de transfos large bande maîtrisent complètement tous les paramètres, il est difficile d'approcher leurs performance en s'improvisant bobineur.
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
Merci Tropique,
J'ai bien compris que je n'arriverais pas à mettre en pratique, et je suis bien sur résolu à acheter un transfo tout fait si je veux vraiment être large bande.
J'ai bien compris que mes pertes en HF étaient liées aux inductances séries parasites du primaire et du secondaire et que ce "dispositif" était là pour compenser.
Ce que j'aimerais juste faire c'est un schéma équivalant dans LTspice de ce dispositif. Est-ce un transfo en parallèle avec un meilleur coefficient de couplage?
Je veux comprendre.
Bon, j'ai fait une expérience.
J'espère que je ne vais pas trop énerver Tropique en fonctionnant à taton.
J'ai pris mon fil émaillé tout pourri, j'en ai fais un torsade de 50cm, ensuite je l'ai enroulé sur un pot ETD34 avec une ferrite N87.
J'ai pas beaucoup de spires environ 15, ce qui me fait une inductance de 580µH et donc une coupure vers 7KHz. J'observe cette coupure en BF.
En HF la coupure est au dessus de 50MHz (j'ai la flemme de mettre en service mon synthé HP8660C), je suis donc avec au moins 4 décades, c'est un progrès.
Evidemment avec mon fil torsadé j'ai une grosse capacité parasite entre le primaire et le secondaire de 100pF, alors si je passe à 200 spires je vais avoir 1.3nF entre le primaire et le secondaire. C'est naze.
C'est là qu'un fil avec un bon diélectrique serait plus approprié.
Ensuite avec ce système je ne sais pas comment faire pour avoir un rapport de division me permettant d'adapter l'impédance. Est-ce qu'il est opportun de couper le primaire en deux sections avec 110 spires toutes seules et 90 spires prisent dans une torsade avec le secondaire?
Enfin je ne sais pas trop calculer l'inductance propre du fil torsadé et si je peux prendre les formules des inductances à air.
Et puis j'aimerais bien savoir comment dessiner ce circuit avec LTspice.
Bonne question... pour ne pas dire une colle.
J'avoue que je n'ai pas de réponse toute prête.
Il faudrait associer des lignes de transmission et des transfos.
Les deux existent dans LTspice, mais séparément, et ce n'est pas suffisant: le couplage magnétique procuré par le noyau agit directement sur les lignes, et ne peut pas être localisé.
Il faudrait créer un nouvel élément de circuit, hybride, ayant la bonne matrice de transfert.
Cela a peut-être été fait, il faudrait faire des recherches sur le groupe yahoo!.
Cela existe certainement d'une manière plus générale, en spice, et devrait être assez facile à importer dans LTspice, il faudrait là aussi faire des recherches.
Il existe quantité de méthodes, soit avec des enroulements multifilaires, soit avec des prises intermédiares, soit par une divison magnétique du flux.Ensuite avec ce système je ne sais pas comment faire pour avoir un rapport de division me permettant d'adapter l'impédance. Est-ce qu'il est opportun de couper le primaire en deux sections avec 110 spires toutes seules et 90 spires prisent dans une torsade avec le secondaire?
Pour les cas complexes, plusieurs méthodes sont généralement combinées pour arriver à des compromis favorables aux performances.
Mais je ne saurais pas te donner beaucoup plus de détails, c'est un domaine pointu et spécialisé, et je n'en ai qu'une connaissance très sommaire.
Enfin, lorsqu'on arrive à des compromis vraiment impossibles entre la capacité et la fréquence de coupure basse, le transfo peut être associé à une ou plusieurs selfs de mode commun, qui limitent les dégâts aux hautes fréquences, là où l'impact est en principe le plus grand.
Voir par exemple les transfos ethernet.
Mais dans ton cas, ce ne sera pas très utile, puisque la boucle sera perturbée même en BF par la capa parasite.
Pour les cas très difficile, il est possible de s'orienter vers des injecteurs actifs, qui permettent de résoudre ces soucis ( mais apportent les leurs, rien n'est gratuit en engineering).
Je ne vois pas très bien ce que tu veux dire: du point de vue du noyau magnétique, qu'il y ait un brin ou plusieurs n'a qu'effet infinitésimal, et l'inductance différentielle de la ligne n'a pas a être prise en compte en tant que telle: c'est une inductance répartie, et elle est incorporée dans la valeur de l'impédance caractéristique de la ligne.Enfin je ne sais pas trop calculer l'inductance propre du fil torsadé et si je peux prendre les formules des inductances à air.
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
En fait la simple torsade de deux fils me semble constituer un transformateur, chacun des fils décrivant une hélice (donc une inductance) avec un champ magnétique commun (donc transfo), y compris si l'on enroule pas la torsade autour d'un tambour. Je voulais calculer l'inductance du primaire (et du secondaire) pour voir à quelle fréquence basse on commençait à transférer. J'ai l'impression que cette "torsade/transformateur" dispose d'un coefficient de couplage très proche de 1.
Plutôt que de faire des calculs je vais faire des mesures.
On peut voir chacun des conducteurs de la ligne comme un primaire et un secondaire de transformateur.
Dans l'air, le coéfficient de couplage est déjà proche de 1 (mais avec une inductance magnétisante basse), et avec le noyau, il devient 0.999...~=1
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
Bonsoir,
Voici mon dernier essai.
J'ai torsadé 2x10m de fil émaillé de 0.4mm.
J'ai fait 2 enroulements de cette torsade avec 100 spires, ce qui me donne 4 inductances de 26mH, deux pour le primaires et deux pour le secondaire.
Tout ceci est sur un pot Epcos ETD34 et avec des ferrites N87 sans entrefer.
Les primaires et secondaires sont donc liés magnétiquement de deux façons:
- dans l'air avec la torsade pour les HF (à partir de 100KHz)
- dans la ferrite avec les spires autour du pot.
J'ai mis en série mes deux enroulements primaires et en parallèle mes deux enroulements secondaires, ce qui me donne un rapport de transformation 1:2. Lorsque je place une résistance de 10ohms sur le secondaire l'impédance mesuré sur le primaire est de 52ohms. Je m'attendais à avoir une impédance de 40ohms, mais compte tenu de la résistance série sur le secondaire et sur le primaire, j'ai un peu plus. Ca tombe bien il me fallait 50ohms.
La Bande passante à -3dB de ce transfo est de 35Hz à 1MHz soit 4.5 décades. Vers 1.4MHz il y a un pôle, qui est provoqué par la capacité parasite entre le primaire et le secondaire. La mesure de cette capa donne 3.3nF.
J'ai fais des essais de mesure de capacités sur différentes torsades de fils émaillés et j'obtiens toujours vers les 150pF/m.
Lorsque j'utilise un fil avec un isolant téflon (tefzel) je tourne à 40pF/m, soit 3.5 fois moins. L'utilisation d'un tel fil permettrait donc de repousser le pôle en hf et alors de multiplier la bande passante par 3.5 (pour atteindre 4MHz et avoir 5 décades). Malheureusement je n'avais pas la quantité nécessaire de fil pour essayer toute un transfo...
Le fait d'avoir une capa parasite de 3.3nF ne me gêne pas trop dans la mesure où mon point d'injection se situe sur le premier diviseur de mon convertisseur DC/DC, soit à proximité de la sortie du convertisseur. Cette capa constitue simplement une charge supplémentaire pour l'alim, mais comme il y a déjà plusieurs µF avec les capa de sortie du convertisseur, je me moque un peu des 3.3nF. Je ne suis d'ailleurs pas sûr que le transfo North Hills 0017CC ne présente pas une capa similaire (je vais leur demander).
Je vais donc en rester là avec mon transfo qui présente les caractéristiques suivantes:
- Conversion d'impédance de 50ohms -> 10ohms
- Bande passante de 35Hz à 1MHz
- Capa primaire/secondaire 3.3nF
