PROBLEMA PARA DETERMINAR RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN CON NanoVNA-F

Yo empezaria por lo básico. Medir la inductancia con un numero de espiras y comparar con lo que deberia de ser. Con eso podrás saber si es material 43 o si te han dado gato por liebre...

Aqui tienes un procedimiento, por si quieres seguirlo.

Gracias por tu sugerencia. Es algo curioso porque es el segundo que realizo con la salvedad de que el anterior tenía un solo núcleo FT-140-43, recuerdo haber realizado la compensación de exceso de inductancia con un trimmer cerámico que al final midió 85 pF con la curva de ROE más favorable y que al final lo sustituí por dos condensadores de 47 y 33 pF en paralelo. Al final lo regalé a un amigo que le hacía falta hace un par de años. Me he puesto de mala milk porque tengo que desmontar el tinglado que hice con cable de 1,5 mm para poder medir la permeabilidad de ambos núcleos por separado. Me estoy poniendo a ello.
Por cierto, mi medidor L/C es igual que el tuyo 😀 
Gracias nuevamente.
Álvaro
EA8ARX

Gracias por tu sugerencia. Es algo curioso porque es el segundo que realizo con la salvedad de que el anterior tenía un solo núcleo FT-140-43, recuerdo haber realizado la compensación de exceso de inductancia con un trimmer cerámico que al final midió 85 pF con la curva de ROE más favorable y que al final lo sustituí por dos condensadores de 47 y 33 pF en paralelo. Al final lo regalé a un amigo que le hacía falta hace un par de años. Me he puesto de mala milk porque tengo que desmontar el tinglado que hice con hilo de 1,5 mm para poder medir la permeabilidad de ambos núcleos por separado. Me estoy poniendo a ello.
Gracias nuevamente.
Álvaro
EA8ARX

10 espiras 107.1 µ  
Valor de AL esperado =   885  nH/N²
Valor de AL obtenido = 1.071 nH/N²

Está claro que me han dado gato por liebre. Ahora voy a seguir tus sabios consejos para intentar averiguar con qué rayos me engañaron, para ver si  me puede ser útil en el futuro. He mirado en Astroradio y me he puesto el lista de espera para el FT-240-43. Buscaré un proveedor más serio para el FT-140-43.
Por cierto, he visto algunos de tus tutoriales, son adictivos. Si consiguieras imitar el acento chileno o peruano ya lo bordarías, te viralizarías enseguida. Ahora en serio, gracias por tu esfuerzo. Me has ayudado a no perder mucho tiempo.

Álvaro
EA8ARX

Por cierto: Utilizando tu calculadora recomendada, acabo de determinar la inductancia esperada para 10 espiras con el T-140-43 y me da un valor teórico muy aproximado al que suelo utilizar  ( https://toroids.info ). 

Álvaro:

no te debes fijar en el valor de AL, que depende de la geometría, sino en el de mu sub i, que define el material. Tú has obtenido un valor de 971,5 que entra perfectamente dentro de la tolerancia que marca el fabricante para el material 43: 850 +/- 20% medidos a 10 kH con una densidad de flujo magnético B menor de 10 gauss.

https://www.amidoncorp.com/product_images/specifications/43_Material.pdf

Además, si lo comparas con otros materiales empleados en ferritas, no hay duda. El material 61 tiene una mu sub i de 125; el 52, de 250; el 63, de 40; y los 73, 75 (o J) y 77 se van por encima de 2000, de hecho, 2500, 5000 y 2000, respectivamente.

Además, la inductancia en un toroide también depende de cómo esté de junto el bobinado, y quizá comprimiendo o expandiendo las espiras podrás llegar a un valor de inductancia que se ajuste a lo que estás buscando, para así quedarte tranquilo.

jon, ea2sn

Eso estaba mirando hace un momento en las tablas de Materials - Fair-Rite  mientras intentaba descifrar qué tipo de toroide podría ser. Mi conclusión es que es podría tratarse de un material 43 pero degradado, muy mala calidad. He obtenido casi los mismos valores de AL con los tres toroides que compré ¿Me recomiendas volver a reiniciar la construcción del transformador con  un sólo núcleo y observar los resultados? El intento de determinar  la relación de transformación haciendo variar la resistencia de un potenciómetro de carbón en la salida mientras medía la SWR en el rango 3...30 Mhz fue un desastre con dos núcleos. Hace dos años el resultado con un sólo núcleo (mismo proveedor) fue muy bueno.

prueba con resistencia fija,aunque el toroide no cumpla,la relacion de impedancias si debe hacerlo,no es logico los 6K8 que te da,aqui parece que lee una autoresonancia,una foto del bobinado puede ayudar,pruebalo si quieres con un toroide solo,tampoco esperes una curva plana con un 1:49,pero mejor que eso si.un saludo

El potenciómetro es precisamente para observar qué valor de resistencia a la salida consigue la ROE más aceptable a la entrada en todo el rango 3...30 Mhz, hace dos años con un sólo toroide y el devanado de la misma forma conseguí una curva de ROE muy baja y casi plana con un valor de resistencia próximo a los 5.200 Ohms en el secundario. Luego con una capacidad de menos de 100 pF (47 y 33 pF en paralelo) en el primario se aplanó aún más. Se supone que al estar cargado resistivamente el secundario con una resistencia igual a su impedancia de salida se conseguirá minimizar la ROE a la entrada, cuya impedancia es conocida. El cociente entre esa resistencia y los 50 Ohms de la entrada darían la relación de transformación. Lo que resulta frustrante es la curva que obtuve. Estoy rehaciendo el transformador 1:40 con un solo toroide e hilo de cobre esmaltado de 1 mm.

La relación de impedancias en un transformador depende de la relación de espiras (primario: secundario) elevada al cuadrado.

Si usas 2 espiras en el primario y 14 en el secundario, las impedancias van a estar relacionadas por un factor 1:49:  para 50 ohmios en el primario unos 2500 el secundario.

jon, ea2sn

P.D. la influencia del tipo de bobinado en el toroide ha sido descrito muy prolijamente en un artículo en la última revista de URE.

Sin embargo, la ROE que detecta el NanoVNA se minimiza para un valor resistivo en el secundario bastante superior. Teniendo en cuenta que esa carga es disipativa -resistencia pura- se supone que es la que casi iguala a 50 Ohms la impedancia que ve el NanoVNA en el primario.  Ya terminé el nuevo transformador con un sólo núcleo. Voy a probar de nuevo.

para un autotransformador no es aconsejable usar el bobinado cruzado,en un transformador un acoplamiento fuerte entre espiras es lo que necesita,luego en un FT140 dos espìras de primario es poca inductancia,tu sigues empeñado en 1:40,de donde lo sacas ?,suerte en el montaje.un saludo

Casi la misma historia. Con un único toróide.

 
La mínima ROE entre el NanoVNA y el primario del transformador se obtiene con el secundario cargado resistivamente (carga disipativa) con un valor de 3.480Ω, sólo que en un intervalo de frecuencias muy estrecho y centrado ahora sobre los 7 Mhz. Esto no es lo que me sucedió hace dos años con un mismo presunto núcleo  FT-140-43, que obtenía una curva casi plana y muy baja entre 3 y 30 Mhz.

No es el primer toroide que hago, he montado dos mcHF desde cero y he tenido que hacer todos los filtros de paso bajo, lo que obtuve en la práctica coincidió con lo teóricamente esperado. También he utilizado toroides en otros proyectos, como acopladores de antena, todo cuadró según la teoría. Ya por curiosidad y a falta de otro  FT-140-43 de padre conocido voy a tirar de otro diferente para intentar construir el dichoso transformador. Los amarillos grandes creo recordar que son T106-6 que utilicé para filtros pasa bajos hasta 100 Watios. No son los más adecuados.

Publicado por: EB3DYO

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para un autotransformador no es aconsejable usar el bobinado cruzado,en un transformador un acoplamiento fuerte entre espiras es lo que necesita,luego en un FT140 dos espìras de primario es poca inductancia,tu sigues empeñado en 1:40,de donde lo sacas ?,suerte en el montaje.un saludo

Pues de la experiencia. La relación entre espiras elevada al cuadrado es un valor teórico aproximado. En la práctica es habitual ajustar un toroide comprimiendo o espaciando las espiras para ajustarlo al valor de inductancia esperado/deseado y todas las espiras no son iguales. Además he probado con osciloscopio viendo la tensión de pico que el NanoVNA -en un margen estrecho de frecuencias- aplica al primario y la he medido con el otro canal en el secundario. Para un presunto transformador 1:49 (relación de espiras 1 a 7 o 2 a 14) la tensión tendría que ser casi 50 veces mayor en el secundario pero en la práctica es sobre 40 veces superior. De ahí supongo que la relación de transformación es inferior a la esperada. Si hablamos de impedancias en vez de tensión la cosa se complica más. Si cargamos la salida con una carga disipativa (resistiva pura) existe un valor para el que la ROE en la entrada se minimiza. Ese valor debería ser el de la impedancia de salida del transformador, que es cuando la máxima transferencia de energía -disipación en este caso- se maximiza, sólo que no sabemos realmente cual es la impedancia de entrada real del transformador, sólo sabemos que se minimiza para la impedancia de salida del NanoVNA, que esta sí es conocida. Conociendo este valor mínimo se trataría de ver el comportamiento añadiendo o quitando una espira al primario. El NanoVNA ayuda si trazamos la reactancia. La "Doctrina" sugiere que dos espiras entrelazadas es lo que hay que disponer en el primario para que se adapte a 50Ω, por eso parto de ahí, en la práctica creo que hace falta entre media y una espira más... lo que a su vez deshace el cálculo teórico de la relación entre espiras elevado al cuadrado. Son las cosas que suceden entre la teoría y la práctica. Cuando ya lo tienes afinado todo vas, lo metes en una caja metálica... y a cortarte las venas.

Publicado por: EA2SN

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La relación de impedancias en un transformador depende de la relación de espiras (primario: secundario) elevada al cuadrado.

Si usas 2 espiras en el primario y 14 en el secundario, las impedancias van a estar relacionadas por un factor 1:49:  para 50 ohmios en el primario unos 2500 el secundario.

jon, ea2sn

P.D. la influencia del tipo de bobinado en el toroide ha sido descrito muy prolijamente en un artículo en la última revista de URE.

Mira, encontré casualmente un vídeo de EA3GRN que ilustra lo que estaba diciéndote.

La diferencia es que en lugar de 3 resistencias utilicé un potenciómetro de carbón (no inductivo, es una carga disipativa) para determinar con qué valor exacto obtenía la mínima ROE. Yo obtuve mejores resultados que él con un toroide FT-140-43  hace un par de años, y para calcular el valor exacto del capacitor que minimizaba la ROE utilicé un trimmer cerámico. El cuento no ha podido variar tanto en este tiempo. Para mí que ha cambiado el FT-140-43.

Publicado por: EB3DYO

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prueba con resistencia fija,aunque el toroide no cumpla,la relacion de impedancias si debe hacerlo,no es logico los 6K8 que te da,aqui parece que lee una autoresonancia,una foto del bobinado puede ayudar,pruebalo si quieres con un toroide solo,tampoco esperes una curva plana con un 1:49,pero mejor que eso si.un saludo

Pues fue el valor que obtuve con dos núcleos. Con un sólo núcleo he obtenido mejores resultados. Curiosamente esa especie de "resonancia" se ha multiplicado por 2 (pasó de cerca de 3.5 a 7,1 Mhz) y la resistencia que minimiza la ROE a la entrada (Salida del NanoVNA, 50 Ohms) ha bajado a casi la mitad. Tienes fotos más arriba. Pero la curva sigue siendo un desastre comparada con la que obtuve hace 2 años. Y no le puedo echar la culpa a Putin.

Ahora estoy en Madrid 4 días, cuando vuelva haré uno,el que tengo es un FT114-43,lo haré con cable delgado y a mí estilo,ya te diré algo,pero será para el sábado seguramente,sobre el tuyo puede ser el toroide que no sea muy bueno , demasiado estrecha la respuesta,un saludo 

Por experiencia propia se que cuando apilas dos toroides obtienes una curva más estrecha que con uno solo. Por eso hubiera sido mejor usar uno solo de tamaño 240 en lugar de dos de 140 y además te hubiera salido más barato y en un lugar de más confianza:

https://www.astroradio.com/p/toroide_de_ferrita_ft24043/

Por otro lado, el material 43 es adecuado para choques, pero para transformadores multiradio (2:1, 4:1, 9:1, etc) es mejor el 61, que además tiene una temperatura de Curie bastante más alta y por tanto soporta más potencia, como puedes ver aquí:

https://palomar-engineers.com/ferrite-products/ferrite-cores/ferrite-mix-selection

https://www.dj0ip.de/off-center-fed-dipole/balun-selection/

Aquí se dice lo siguiente:

"Contrariamente a la creencia popular, el mejor balun de transformador para usar es un balun Ruthroff (voltaje) 4:1 enrollado en un solo toroide de ferrita n .° 61. El uso de ferrita n.° 43 para este propósito, especialmente cuando se ejecutan modos digitales, a menudo conduce a un deslizamiento de la ROE (nivel de ROE que aumenta lentamente) debido a su baja temperatura de Curie. Debe ser seguido por un balun con estrangulador Guanella 1:1."

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Publicado por: EA7DAP

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Por experiencia propia se que cuando apilas dos toroides obtienes una curva más estrecha que con uno solo. Por eso hubiera sido mejor usar uno solo de tamaño 240 en lugar de dos de 140 y además te hubiera salido más barato y en un lugar de más confianza:

https://www.astroradio.com/p/toroide_de_ferrita_ft24043/

Por otro lado, el material 43 es adecuado para choques, pero para transformadores multiradio (2:1, 4:1, 9:1, etc) es mejor el 61, que además tiene una temperatura de Curie bastante más alta y por tanto soporta más potencia, como puedes ver aquí:

https://palomar-engineers.com/ferrite-products/ferrite-cores/ferrite-mix-selection

https://www.dj0ip.de/off-center-fed-dipole/balun-selection/

Aquí se dice lo siguiente:

"Contrariamente a la creencia popular, el mejor balun de transformador para usar es un balun Ruthroff (voltaje) 4:1 enrollado en un solo toroide de ferrita n .° 61. El uso de ferrita n.° 43 para este propósito, especialmente cuando se ejecutan modos digitales, a menudo conduce a un deslizamiento de la ROE (nivel de ROE que aumenta lentamente) debido a su baja temperatura de Curie. Debe ser seguido por un balun con estrangulador Guanella 1:1."

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Sólo disponía de dos FT-140-43. Mi consulta es por si a alguien le ha sucedido algo parecido. Hace dos años obtuve resultados mágnificos con esos toroides FT-140-43 ¿Qué ha cambiado ahora?