RF-Transformator erklärt

HF-Übertrager sind passive Geräte mit zwei oder mehr Ports und einem breiten Einsatzspektrum für viele HF-Anwendungen. Eine der häufigsten Anwendungen eines HF-Transformators ist der Balun, der eine effiziente Kopplung zwischen unsymmetrischen Übertragungsschaltungen und symmetrischen Schaltungen bietet. Andere übliche Anwendungen sind die Impedanzanpassung zwischen Schaltungen mit unterschiedlichen Impedanzen. Andere Anwendungen umfassen die DC-Isolation, das Einspeisen von Gleichstrom oder die Verbesserung der Gleichtaktunterdrückung einer Schaltung.

HF-Transformatoren funktionieren über den Mechanismus der magnetischen Kopplung zwischen Leitern, die so strukturiert sind, dass sie die gewünschte Funktion bereitstellen. Es gibt eine breite Palette von HF-Transformatortechnologien, darunter Kern &Draht, Übertragungsleitung, Niedertemperatur-Kokillenkeramik (LTCC) und monolithische integrierte Mikrowellenschaltung (MMIC), und Transformatoren werden je nach Technologie unterschiedlich gebaut. Zum Beispiel war die ursprüngliche Transformatortechnologie Core &Wire, bei der zwei isolierte Leiter um einen ferromagnetischen oder Luftkern gewickelt wurden.

Bei einem Kern- und Drahttransformator führt der magnetische Fluss, der innerhalb des Kerns entwickelt wird, indem ein Wechselstrom durch einen der leitfähigen Pfade injiziert wird, zu einem Strom im Sekundärpfad. Das Verhältnis der Windungen um den Kern herum bestimmt das Ausmaß der Impedanztransformation von einer Seite des Transformators zur anderen. In diesem Fall wird die Leistung des HF-Übertragers maßgeblich von den Eigenschaften des verwendeten Kernmaterials bestimmt. Wenn beispielsweise ein ferromagnetischer Kern verwendet wird, hängt das magnetische Verhalten des Kerns von der Temperatur, Frequenz und Leistung der ihn durchlaufenden Signale ab. Daher ist eine sorgfältige Auswahl des Kernmaterials und der Herstellungsverfahren des Transformators erforderlich, um eine optimale Transformatorleistung zu erzielen.

Transformatoren können auch hergestellt werden, indem Übertragungsleitungen um ferromagnetische oder Luftkerne gewickelt werden. Darüber hinaus können Viertelwellenlängen von Übertragungsleitungen auch verwendet werden, um einen anderen Typ von HF-Transformator zu bauen. LTCC- und MMIC-HF-Übertrager werden unter Verwendung von planaren Leitern und Isolierschichten hergestellt, um Hochfrequenz-HF-Übertrager in kompakten Formfaktoren zu entwickeln. Da die physikalische Größe eines HF-Transformators die HF-Leistungsparameter stark beeinflusst, weisen LTCC- und MMIC-HF-Transformatoren im Vergleich zu physikalisch größeren Kern- und Draht- und Übertragungsleitungstransformatoren typischerweise eine schlechte Niederfrequenzleistung auf.

Häufige Anwendungen für HF-Transformatoren

• Impedanztransformation (d. h. Impedanzanpassung)
• Effiziente Kopplung von symmetrischen mit unsymmetrischen Schaltungen
• Spannungsumwandlung
• Gleichstromisolierung zwischen den Stromkreisen bereitstellen
• Injizieren von Gleichstrom in einen HF-Pfad
• Verbesserung der Gleichtaktunterdrückung (CMR)
• Erdisolation
• Hochfrequenzsignale aus einer Signalleitung filtern

Quelle des empfohlenen Bildes:Pasternack