Trasformatori audio e telecomunicazioni - Domande frequenti

Test sui trasformatori audio e per telecomunicazioni: domande comuni

I miei trasformatori audio e telecomunicazioni necessitano di essere collegati ad una linea bilanciata. Quali test devo eseguire per garantire le prestazioni necessarie?

Ciò che serve qui è un test per l'equilibrio longitudinale, una misura del rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) di un trasformatore.
Ciò è definita come la capacità del trasformatore di respingere segnali di rumore indesiderati comuni a entrambi i terminali di ingresso rispetto ad un punto comune.
In un mondo ideale, un trasformatore avrebbe un CMRR infinito.
Tuttavia, in pratica, le differenze nella simmetria della costruzione del trasformatore fanno sì che i segnali di modo comune in ingresso appaiano come tensioni di uscita indesiderate.

Come funziona un test di equilibrio longitudinale?

La Figura 1 mostra un test di bilanciamento longitudinale di base in cui un resistore di carico, RL, viene posizionato tra l'uscita del trasformatore e due resistori source (RS) vengono posizionati agli ingressi del trasformatore. Innanzitutto viene applicata la tensione di prova Vin come segnale di modo comune e viene registrata la tensione di uscita Vout1. La stessa Vin viene quindi applicata come una normale tensione di ingresso e viene registrata l'uscita Vout2. L'equilibrio longitudinale viene quindi calcolato come il rapporto:

LBAL = 20 log | (Vout2 / Vout1) |

Il test di equilibrio longitudinale standard sarebbe adatto a confermare il CMRR dei trasformatori audio e per telecomunicazioni necessari per soddisfare standard come IEEE455 e FCC68310?

Per valutare i trasformatori secondo IEEE455, FCC 68.310 e altri standard simili, è necessaria una versione leggermente diversa del test di equilibrio longitudinale di base. Questo è noto come test di equilibrio longitudinale generale. Nel caso di IEEE455, le resistenze di sorgente e di carico RS e RL sono collegate nello stesso modo del test precedente ma viene aggiunto anche un trasformatore di misurazione (apparecchio) (vedere Figura 2).

Per i test rispetto a FCC 68.310 vengono utilizzati anche un trasformatore di misura e un resistore di carico (Figura 3), ma i resistori source non sono necessari.

In ogni caso vengono misurate le tensioni Vout1 e Vout2 mentre Vin viene mantenuta costante.
Il rapporto tra queste due tensioni riflette la capacità del trasformatore in prova di respingere le tensioni di modo comune.
L’equilibrio longitudinale generale è calcolato come il rapporto:
GBAL = 20 log |(Vout2/Vout1)|

Mi è stato detto che devo condurre un test sulla perdita di inserzione come parte del nostro processo di qualità. Perchè è questo ?

Questo test viene spesso specificato poiché aiuta a garantire che il trasformatore sia stato assemblato utilizzando i materiali corretti per il nucleo e l'avvolgimento. La perdita di inserzione è una misura della potenza che viene persa da un trasformatore rispetto alla potenza massima teorica che il dispositivo dovrebbe trasmettere ad un dato carico. Le perdite di resistenza del nucleo e dell'avvolgimento fanno sì che una parte della potenza venga sempre consumata da un trasformatore, riducendo la potenza disponibile per il carico rispetto al massimo teorico.

Come posso condurre un test di perdita di inserzione?

I resistori di sorgente e di carico (Rs e RL) sono collegati al trasformatore in prova come mostrato nella Figura 4. La tensione specificata, Vin, viene quindi applicata al trasformatore e viene misurata la tensione di uscita, Vout. La perdita di inserzione (rapporto tra la perdita di potenza effettiva e quella teorica) può quindi essere calcolata utilizzando la formula:

ILOS = 10 log (Vin x Vin x Rl / 4 Vout x Vout x Rs).

Una misurazione complementare che spesso può essere richiesta contemporaneamente alla perdita di inserzione è il test per la perdita di ritorno (RLOS). A differenza della perdita di inserzione in cui viene misurata la potenza persa all'interno del trasformatore, il test della perdita di ritorno viene utilizzato per valutare la potenza restituita all'ingresso dal trasformatore.

Esistono altri test che potrebbero essere particolarmente applicabili ai trasformatori audio e per telecomunicazioni?

Laddove i trasformatori debbano essere utilizzati con linee di trasmissione di impedenza specificata, sarà spesso necessario eseguire un test di conduttanza e impedenza. L'impedenza di un trasformatore è solitamente complessa poiché è costituita da elementi reali (resistivi) e immaginari (induttivi o capacitivi). L'impedenza totale ad una frequenza specificata è la somma vettoriale di queste parti ed è espressa come Z=√(R2 + X2) dove R e X sono rispettivamente le componenti reale e immaginaria.

Nell'ambiente di produzione dovrò eseguire i miei test ad alta velocità: come posso automatizzare il processo di test?

L'avvento di moderni sistemi di test sui componenti avvolti a stazione singola ha contribuito ad automatizzare e semplificare il processo di test dei trasformatori, eliminando al contempo la necessità per gli OEM di acquistare, configurare e mantenere una varietà di apparecchiature di test disparate. Ad oggi, tuttavia, molti test audio e di telecomunicazione non sono disponibili su tali piattaforme. Voltech ha affrontato questa situazione lanciando una serie di test specificamente progettati per trasformatori di isolamento di linea e che possono essere utilizzati sui tester per trasformatori a stazione singola ATi e AT3600 dell'azienda. Questi test consentono agli utenti di misurare l'equilibrio longitudinale e generale in un intervallo di misurazione da 0 a 100 dB, con tensioni di prova da 1 mV a 5 V e frequenze di prova che vanno da 20 Hz a 1 MHz. Le perdite di inserzione possono essere misurate entro gli stessi limiti di tensione e frequenza di test in un intervallo di misurazione compreso tra -100 dB e 100 dB, mentre l'intervallo di test dell'impedenza è compreso tra 1 mOhm e 1 MOhm. La precisione di base per queste misurazioni è pari allo 0,05%.

Tutti i test possono essere specificati con i nuovi tester AT5600 o possono essere acquistati come semplici aggiornamenti software dagli utenti esistenti.

Tutti i test possono essere configurati ed eseguiti tramite il software editor di test del trasformatore basato su PC e i programmi di test possono essere archiviati sul disco di un server per un download rapido.

Conclusioni sui test audio

Il versatile tester per trasformatori AT5600 fornisce già una gamma impareggiabile di test per verificare la struttura e le prestazioni di un'ampia gamma di bobine e trasformatori. Seguendo le linee guida di cui sopra, gli utenti possono anche integrare perfettamente il test di nuclei e trasformatori in condizioni di corrente CA costante nell'ambiente AT3600, fornendo test PASS/FAIL ad alta velocità e risultati di test accurati e dettagliati per l'analisi.