Трансформатор и меандр №2 - исправляю ошибку, измеряем АЧХ, сдвиг фазы, время нарастания фронта

В этом видео исправляю ошибку, допущенную в первом видео с этим трансформатором. Также провожу сравнение результатов практического измерения и теоретического расчёта трансформации сопротивлений, снимаю амплитудно-частотную характеристику трансформатора на холостом ходу и с небольшой нагрузкой в обмотке. Даю формулы для измерения и расчёта выходного сопротивления генератора (или другого источника сигнала). В видео показано явление сдвига фазы в зависимости от частоты при трансформировании напряжения и проведено измерение времени нарастания фронта импульса, прошедшего через трансформатор.
Измерение АЧХ трансформатора по ГОСТ проводится в единицах коэффициента трансформации. Обеспечивая постоянное напряжение на первичной обмотке в 1 вольт, мы по сути получаем значение напряжения на вторичной обмотке численно равным коэффициенту трансформации.
Оборудование и материалы, использованные в видео:
Подопытный трансформатор 4.702.035;
Осциллограф аналоговый С1-140А (СК1-140А);
Генератор Г3-112;
Резистор МЛТ-0,5 150 Ом;
Вольтметр цифровой В7-38;
Вольтметр цифровой HP 34401A;
Куча тройников СР50-95ФВ;
Мандарин из Марокко.
Поддержка канала: 4100 1111 8764 9602 (yoomoney)

[@Romanoske]

Мужик, пожалуйста продолжай делать видео, такого контента на ру Ютубе невероятно мало.

[@-John-Rambo-]

Спасибо за отзыв.

[@Drums-and-Percussion-Grooves]

Спасибо большое! Мечтал увидеть такой материал про трансформаторы и ачх, и вы очень помогли!

[@-John-Rambo-]

Пожалуйста! Вы можете проделать то же самое с любым своим трансформатором :). Просто нужен генератор и пара вольтметров (либо перетыкать один туда-сюда). Для определения времени нарастания придётся, конечно, изыскать осциллограф :).

[@Drums-and-Percussion-Grooves]

@@-John-Rambo- сейчас уже собрал комплект необходимой аппаратуры для подобного анализа. Опробую в деле мультиметр, что фиксирует через софт показания частоты и напряжения в эксель таблицу. Фактически готовый график ачх.

[@-John-Rambo-]

@@Drums-and-Percussion-Grooves Да, живём мы в 21 веке, и надо как-то пользоваться достижениями человечества :). Автоматизация таких нудных измерений - это интересная тема.

[@medvedmedvedoff4803]

Точные измерения убивают аудиофильскость :) Подписался.

[@alexnet8943]

Отличное исследование! Всё, как в аптеке !🤣👍

[@-John-Rambo-]

Спасибо за отзыв!

[@AllFatSter]

Благодарю за труд! Недавно нашёл Ваш канал. Очень полезная информация.

[@-John-Rambo-]

Спасибо за отзыв!

[@user-so2qi6ef5o]

Спасибо за тщательное объяснение , здоровья !!!

[@-John-Rambo-]

Спасибо за отзыв, вам тоже не хворать! :)

[@vugik]

Такие исследования очень даже познавательны

[@-John-Rambo-]

Точно!

[@user-uk7uk5iu8h]

Спасибо за профессионализм!!!

[@-John-Rambo-]

Спасибо за отзыв :).

[@saidgusainov6252]

Спасибо как всегда всё отлично.

[@vasaivanov6945]

Красавчик👏🐱🐾🍻🦞 Но для поддержу силов рикамендую пивас с рыбкай-вааще ни шарю, а так антиресна на вумных людёв пахлядеть😽🐾

[@Igor_user]

Вы конечно специализируетесь на измерительной технике. Но я вижу вы хорошо разбираетесь, может подскажите и в таком вопросе? Собирал для паяльника регулятор мощности симисторный на китайском модульке 2 кВт (популярном, не советую, жужит он) и решил для индикации на выходе подключить лампочку 28 В, 2,8 Вт по безтрансформаторной схеме (через гасящий конденсатор). Конечно, параллельно кондеру на 1,3 мкФ разрядный резистор 100 кОм включил и последователно тоже резистор на 10 Ом. Сглаживающий кондер и стабилитрон на выход не ставил. Так вот, оказалось, что при максимуме на регуляторе, когда проходит вся синусоида лампочка светит нормально, а когда уменьшаю мощность на симисторе то на лампочке увеличивается напряжение и ток (ожидаю, что должно уменьшаться) и лампа светит ярче. проверил на лампе 220 В: напряжение повышается от 28 до 80 В в минимуме регулятора. Это минимальное напряжение, если подключить просто лампу к симистору без конденсатора - регулятор выведен. С чем это связано? Я предпологаю, что есть на полупериоде нулевые участки пока симистор не открылся и как то это связано с зарядом конденсатора. Частота не меняется. Если мерять частоту, то мультиметр показал 100 - 150 Гц на минимальных значениях мощности. Там где маленькие кусочки от полуволны остаются. Видимо это просто не корректное измерение, частота все равно 50 Гц. Можете объяснить по какой причине так происходит? И какой индикатор можно применить параллельно с паяльником?

[@-John-Rambo-]

Честно скажу, смаху не сообразил. Есть предположение, что это связано с тем, что конденсатор хорошо пропускает крутые фронты, которые образуются при работе тиристора (симистора). Либо при регулировке возникают какие-то дополнительные импульсы или гармоники. Надо бы провести натурный эксперимент, жаль, что очередь проектов огромна, а времени вообще мизер. Но просто из спортивного интереса попробую что-то такое сваять, чтобы лично пощупать. Что, если попробовать лампочку поменьше, и не через конденсатор, а через резистор (взять мощность с учётом тока через него). Например, коммутаторную лампочку на 24 вольта (пальчиковую). У неё ток достаточно маленький, можно ограничить резистором. Это чтобы проверить влияние конденсаторной сущности.

[@andreylarin]

Спасибо, увлекательно. Поясните, пожалуйста, как-то по простому, каким образом трансформатор может передавать во вторичку сигнал с "плоской" полочкой, ведь в момент высокого уровня сигнала не происходит изменение магнитного поля и на вторичке (вроде бы) должен быть сигнал подобный синусоиде. Простите, что объясняю коряво, не специалист.

[@-John-Rambo-]

Всё очень просто, но не слишком очевидно. Полочка была бы полочкой, если бы не было фронта и среза. А наличие фронта и среза всё очень сильно меняет. Ток перестаёт быть постоянным и неизменным по величине. Если взять полочку достаточно длинную (очень низкая частота) - то трансформатор, конечно же, её не передаст. Будет иметь место наклон с правой стороны полки на вторичной обмотке. Но пока длина полки вписывается в диапазон рабочих частот трансформатора - она будет передаваться почти без искажений. То есть, всё дело в том, что полка заканчивается раньше, чем ток во вторичке успевает "закончиться" и мы просто не видим этого "заканчивания", так как начинается следующий цикл. Кроме того, меандр ведь представляет из себя смесь гармоник (я вроде говорил про это в самом видео). То есть, вместо полки можно представить себе кучу синусоид с разными частотами, математическое сложение которых (ряд Фурье) и даёт меандр. А трансформатор передаёт эти синусоиды, как синусоиды (можно теоретически представить) и на выходе они опять складываются в прямоугольник.

[@DUHOVED_FOR_RELAX]

*꧁ Anda masuk dalam daftar favorit 👻 Terima kasih 👌 ꧂*

[@dianochkalady]

Интересно сколько же мандартнок было сьедено за кадром при испытании коэффициента трансформации сопротивления)))

[@-John-Rambo-]

Уже не упомню :))).

[@dianochkalady]

@@-John-Rambo- Вот раздрознили, пришлось сегодня идти покупать))))

[@user-km8nf7fc4g]

При реакции на скачок напряжения, не имеет значения частота скачков. Лишь бы между скачками успевали закончиться переходные процессы. По этому, при прямоугольном сигнале не имеет смысла сравнивать напряжения при разных частотах.

[@user-km8nf7fc4g]

если переходные процессы от одного скачка не успели закончиться до того, как поступил новый скачок напряжения, хвост первого наложится на начало второго и измерения потеряют смысл. Таким образом - это НИ КАК не шторка. Не надо делать частоту повторения скачков напряжения с лишком высокой. Надо давать время переходным процессам на завершение. Иначе в этой каше просто запутаться и сделать не верные выводы.

[@user-km8nf7fc4g]

Кашей я назвал суперпозицию, но это не важно.

[@-John-Rambo-]

Так о том и речь. Нет необходимости задирать частоту проверочного сигнала, чтобы понять, насколько широкополосен прибор. Просто среди народа бытует способ проверки осциллографов "на глазок", по кажущейся прямоугольности импульсов с высокой частотой повторения, а это есть заблуждение. Например, у калибраторного прибамбаса Тектроникс 067-0681-01 для проверки гигагерцовых осликов установлена максимально допустимая частота НЕ БОЛЕЕ 100 кГц, между тем, как этот прибамбас генерирует пикосекундные фронты. Шторка - она и есть шторка, ровно до тех пор, пока не произойдёт эта самая "суперпозиция", то есть, пока спад не начнёт наползать на фронт. Ещё надо дать время на устаканивание полки, это я соглашусь.

[@user-km8nf7fc4g]

@@-John-Rambo- _Шторка - она и есть шторка, ровно до тех пор, пока не произойдёт эта самая "суперпозиция"_ Если так, тогда - да.

[@-John-Rambo-]

@@user-km8nf7fc4g Разве я это не озвучил в видосе? В голове точно крутилось :))).

[@dextertech6570]

Джон, что по вашему больше повлияло на сдвиг фаз, не оптимальное количество витков рассчитанных на 50Гц или коэффициент магнитной проницаемости сердечника? Мое мнение оба фактора вносят влияют, но магнитная проницаемость вносит большее влияние

[@-John-Rambo-]

Кроме этого, была ещё мысль замерить индуктивность обмоток и сопоставить теоретическую фазовую характеристику LR-цепочки с результатом на экране. Но что-то уж очень сложная тема, требующая явно отдельной проработки. Здесь просто отметил наличие такого явления - тема отрицательной обратной связи со вторички во входной каскад в типовых схемах уже не кажется такой безобидной.

[@dextertech6570]

@@-John-Rambo- LR-цепь, как вы точно подметили. Я совсем забыл про это

[@timofeizakharov9053]

@@-John-Rambo- для возбуждения ООС нужно выполнить два условия - поворот фазы на 180 градусов и петлевое усиление больше 1. Если хотя бы одного условия не будет - ничего не произойдет. Поэтому я не вижу никаких проблем с использованием ООС, такой усилок я делал. В моей схеме поворот фазы происходил на частоте несколько сотен кГц, уменьшить усиление до

[@-John-Rambo-]

@@timofeizakharov9053 Проблема не в том, что усилитель непременно засвистит. Проблема в том, что ООС работает неправильно и при этом искажения усиливаются. То есть, чем больше сдвиг фазы, тем сильнее запаздывание ООС, в итоге она давит "не те частоты". Поэтому аудиофилы так любят усилители, не имеющие общей глубокой ООС, особенно в ламповых схемах. В транзисторных это менее актуально, если не рассматривать чрезмерно широкополосные схемы. Например, в осциллографах глубокой общей ООС вообще не применяется.

[@timofeizakharov9053]

@@-John-Rambo- , боюсь, вы немного не так представляете себе процесс работы ООС. ООС не может давить "не те частоты", в общем случае она не частотозависима, при увеличивающимся сдвиге фаз лишь только уменьшается ее действие, и то если уже нет запаса по усилению. Попробую объяснить на пальцах. В ОС происходит простое сложение или вычитание входного сигнала и сигнала обратной связи. При сложении или вычитании гармонических сигналов одной частоты в результате получается... снова гармонический сигнал той же частоты. То же самое происходит при сложении и вычитании гармонических сигналов с разными фазами - мы все равно получаем гармонический сигнал. Нет и не может быть нелинейных искажений от ОС, только линейные. ООС существенно уменьшает нелинейные искажения и расширяет полосу частот. На расширение полосы частот расходуется запас по усилению. Аудиофилы - это уже давно ругательное слово, они много чего не "любят", провода из "кислородной" меди, например, и прочее.

[@Magistr_Kaktus]

Как будут мандарины, тогда будут силы досмотреть до конца. 😢

[@-John-Rambo-]

Это да, маловато мандаринов было :))).

[@semensemenichev4436]

Здравствуйте, могли бы вы показать процесс измерения пульсаций источников питания с помощью микровольтметра. Потому как присутствует много тонкостей чтобы не получить ложные показания.

[@-John-Rambo-]

Чтобы не получить ложные показания, нужно поставить чёткую задачу, что именно мы хотим измерить. Например, в более старых приборах, питающихся от трансформаторного блока питания, регламентируется среднеквадратичное либо средневыпрямленное значение пульсаций. А вот в случае импульсных блоков питания гораздо чаще применяют пиковое значение пульсаций. Собственно, вы правильно сказали - присутствует много тонкостей. Но в очередь проектов ваш вопрос я поставлю.

[@semensemenichev4436]

Спасибо! Спешки нет - будем ждать.

[@user-km8nf7fc4g]

Променял! Променял мандаринку на доп. крутилку.

[@user-km8nf7fc4g]

_это скорее треугольник_ По моему - это скорее пила. Что-то не так с симметричностью выходного каскада генератора.

[@-John-Rambo-]

Не заметил особой несимметричности, надо будет этот вопрос отдельно изучить. Я грешу на недостаточное время интеграции на самом нижнем конце диапазона. Но если увеличить это время для снижения искажений, то запаришься ждать, когда амплитуда стабилизируется. В общем, тут проблема способа регулирования - он плохо подходит для очень низких частот. Примерно выше 30 Гц проблема почти уходит.

[@rf1nwtkd14]

голос то зачем изменил?

[@-John-Rambo-]

Голос Валерия Ермилова изменить невозможно :))).

[@user-zh5nk5zt1c]

Можно применить ГКЧ... Или вобулятор спаять...

[@-John-Rambo-]

Пока по старинке - поточечно вручную. Хотя электрический "вобулятор" есть у Spectralab, но ей выше 20 кГц нет смысла смотреть. Да и по очень низким завал из-за кондёров звуковой карты.

[@nightshadow5328]

Не подскажите, как бороться с этим выбросом?

[@-John-Rambo-]

С каким именно (тайминг дайте)? Выбросы на осциллограмме могут появляться по разным причинам, например, звон индуктивностей, несогласованные линии, чрезмерная ВЧ-коррекция. Как правило, выбросы в рамках допусков не несут какой-то неприятности для целей анализа, кроме эстетической. Можно придавить усиление или коррекцию по ВЧ - выбросов не будет, но и картинка фронта будет далека от реальной.

[@nightshadow5328]

@@-John-Rambo- вертикальные выбросы на фронтах меандра. Из за них идет рост напряжения на ВЧ и сгорают вч динамики. При этом ачх ровная полка. Пока поборол RC цепочками в резистор оос и в сетку лампы ФИ. Но ищу решение данного дефекта без рс цепочек. Например в заводском варианте усилителя этих ввбросов нет.

[@-John-Rambo-]

@@nightshadow5328 Интересно. Так речь про низкочастотную технику, да ещё и ламповую. Откуда бы там взяться меандру и выбросам на фронтах, там фронты в километр длиной. Усилитель-то звуковой? ВЧ динамики всегда сгорают, если тестировать АЧХ не на резистор, а на колонки. У них мощь-то мизерная. Я палил пищалки и обычным синусом - на номинальной мощности усилителю что 100 ватт на килогерце, что 100 ватт на десяти килогерцах. А ВЧ-динамики даже в стоваттных колонках едва ли мощнее десяти ватт. В любом случае надо стремиться к гауссовой характеристике затухания не более, чем 12 дБ на октаву до выходного трансформатора. Поставить в межкаскадах на время RC-фильтры первого порядка и посмотреть. Я вообще не понимаю, откуда бы в звуковой технике фронтам взяться.

[@nightshadow5328]

@@-John-Rambo- да, в звуковом усилителе такая беда. порожденная выходным трансом. при тесте меандра 1кгц вылезают выбросы. пищалки горели при музыкальной прослушке на полной мощности. при проверке синусом на мощный резистор, выявлен был рост напруги на вч. но на ачх это не сказывалось почему то, хотя рост напруги был на верхах звукового диапазона. RC цепочки да, поставил. одна в межкаскаде усилителя напряжения , между лампой преда и лампой ФИ за корпус. вторая в параллель резистору оос. выбросы ушли , но не полностью. если подавлять полностью, то ачх в ВЧ диапазоне начинает валиться. пока подобраны так, что пики процентов на ~70 зарезаются. ачх почти не страдает. усь играет хорошо. но такое решение кажется костыльным. кондеры в этих RC 100pF.

[@-John-Rambo-]

@@nightshadow5328 Если есть выброс - значит, АЧХ полного тракта имеет подъём. Странно, если этот подъём вносится исключительно трансом. RC-цепочка должна являться фильтром НЧ, то есть, между каскадами - резистор, а на землю со входа второго каскада - кондёр. При этом штатные ёмкости переходные можно на месте оставить - ставить после них. Резистор 24 кОм и кондёр 390 пФ, например. Г-образный фильтр низких частот. Просто попробовать, понятно, что будет завалена на ВЧ характеристика - можно просто оценить влияние. А если провести опыт, подобный моему - на отдельно взятом трансформаторе снять АЧХ на синусе на небольшой нагрузке? Проверить АЧХ трансформатора - возможно, у него есть резонанс на какой-то частоте. Кстати, частоту резонанса можно прикидочно и по осциллографу вычислить, если измерить длительность периода выброса и перевести её в частоту. Развёртку растянуть подлиннее, чтобы было видно в основном выброс.

[@Electric-cat]

И снова ошибка. Ни намёка на то как повлиял на результаты измерений марокканский мандарин.😁

[@-John-Rambo-]

Как говорила одна знакомая по поводу устранения косяков в документах - это не ошибки, это рабочий процесс :)))!

[@dextertech6570]

Если я не ошибаюсь, мандарин только улучшает качество измерения, у него вроде высокая добротность

[@user-km8nf7fc4g]

@@dextertech6570 Это зависит от мандарина. Есть мандарины с большой величиной затухания в кожуре. По этому чистка мандаринов перед употреблением обязательна. Как в представленом видео.)

[@f33net]

Я так и не понял смысл этих телодвижений... Если говорить о трансформаторе, так надо было мат. канал включать и смотреть как меняется выходной сигнал относительно входного - всё было бы наглядно. А реакция первичной обмотки на прямоугольный сигнал - отдельная тема, при чём, значительно зависящая от выходного сопротивления генератора. Поведение ёмкости и индуктивности в негармонических колебаниях - большая трема. Чтобы это понять, представьте себе, что кто-то вас раскачивает на качелях... Хорошо, если в резонанс и нежно, а ведь можно же лупить невпопад по спине жёсткими ударами даже. И тут реакция от очень многих условий зависит, в т.ч. от костлявости спины, например. Т.ч. переходные процессы - это очень большая и серьёзная наука в ТОЭ. 😎

[@-John-Rambo-]

Да, тема необъятная с этими трансформаторами.

[@f33net]

​@@-John-Rambo- не только с трансформаторами, никто не лют негармонический сигнал, все от него страдают, некоторые просто приспособились. 🙂

[@-John-Rambo-]

@@f33net :)))