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DIY制作隔离信号注入变压器

2023-6-7 16:03:11

568 DIY 变压器

最近在学习模电知识，接触到了测量运放环路增益，需要使用合适的注入变压器，查找资料发现商用信号注入变压器价格昂贵，不适合个人学习使用。看到LOTO使用普通音频变压器做测试，也跟技术群友做了交流，尝试使用各种变压器、共模电感做测试，效果都不太理想。在逛某鱼时发现有位大神在出售自制的信号注入变压器，其介绍性能不错，随购买了1只做测试，发现满足使用需求，高低频性能都不错，其介绍的40Hz--8M的频率范围都满足要求，好奇其原理也想学习下变压器相关知识，在网上查找了相关知识，决定尝试自己制作。

用的磁环是非晶纳米晶磁环，其特点是高饱和磁感应强度、高磁导率、低损耗、优良的温度稳定性，能实现更高的频率范围及低频性能。

变压器线圈使用双绞线绕制，双向双线并绕的方法，双线并绕的特点及好处是两个绕组直流电阻对称，交流阻抗对称，输入输出相位能更好的同步。

准备材料：磁环参数（10KHz 每匝感量80uH左右）双绞线（0.2平方镀银钱）

开始绕制：

绕制完成并固定：

两组绕组线头并接上锡处理完成制作：

制作完成后两种颜色各对应输入输出 1：1转换，上电桥测试对应两绕组参数我这电桥选的是10K档

对比两绕组电感参数基本一致，下一步用LOTO 进行扫频测试频响曲线波特图，连接信号源输入输出测试：

上图使用的是LOTO虚拟示波器的OSCA02ES型号，示波器扩展信号源模块，可以扫频，也可以在扫频的同时测试波特图或者极坐标的奈奎斯特图，对于看频响特性曲线非常方便。信号源模块的正弦波扫频输出如图接在白色线的两端作为输入，同时一个示波器的探头也并联在这个位置，监控着扫频输入。另一个示波器探头接在变压器的副边，也就是蓝色线处，同时监控着变压器的输出。

LOTO示波器软件自带的频响曲线功能得到的测试10Hz -10M 扫频曲线：

10Hz -10M 扫频波特图信号幅度全程在-3dB范围内绕制成功。

用LOTO示波器观察各频率波形对比 100Hz（黄色和蓝色波形分别为输入和输出的电压波形，重叠在一起，所以看起来像是一条波形，其实是两条）

用LOTO示波器观察各频率波形对比 1KHz（黄色和蓝色波形分别为输入和输出的电压波形，重叠在一起，所以看起来像是一条波形，其实是两条）

用LOTO示波器观察各频率波形对比 100KHz（黄色和蓝色波形分别为输入和输出的电压波形，重叠在一起，所以看起来像是一条波形，其实是两条）

用LOTO示波器观察各频率波形对比 1MHz（黄色和蓝色波形分别为输入和输出的电压波形，重叠在一起，所以看起来像是一条波形，其实是两条）

用LOTO示波器观察各频率波形对比 5MHz（黄色和蓝色波形分别为输入和输出的电压波形，重叠在一起，所以看起来像是一条波形，其实是两条）

需要注意的是，单向并绕的话低频很容易磁饱和，双向两线并绕法能在低频下更好的抗磁饱和实现更低的频率范围。不同品质的磁环，也能会有不同的低频特性，下图是同样绕制方法做的两个不同的样品在不同磁环品质下的不同低频性能表现：