Радиочастотные smd трансформаторы

Аннотация:
Без радиочастотных трансформаторов практически не обходится не один трансивер, в конструкции которого может применяться не один радиочастотный трансформатор.
Трансформатор должен работать во всём диапазоне частот трансивера без завалов частотной характеристики, так как от него может зависеть чувствительность трансивера и его качество приёма.
А можно ли самому сделать подобные трансформаторы, не уступающие по качеству промышленным?

Всем хороши радиочастотные smd-трансфрматоры, маленькие, с широкой полосой пропускания, универсальные, можно устанавливать в различные радиолюбительские конструкции, но вот в фирменных магазинах цена на них слегка кусается.
Например в магазине ЧИП-ДИП-е трансформатор ТС4-1Т+ стоит 380 руб., а в интернет магазине "Радиолавка КВ-УКВ" такой трансформатор стоит 320 руб.
Конечно есть ещё альтернатива - это Али экспресс, там подобные трансформаторы в районе 100 р. с пересылкой.

Давайте рассмотрим, что из себя представляет подобный трансформатор на примере трансформатора из трансивера "Маламут".
Трансформатор этот намотан на квадратном ферритовом сердечнике с большой магнитной проницаемостью. Обмотка его составляет 8 витков, намотанная тремя скрученными между собой проводами, по четыре витка на противоположных половинах квадратного сердечника.

Одна обмотка - это первичка, две оставшиеся соединяются последовательно - это вторичка с отводом от середины. Начала обеих обмоток должны находиться с одной стороны трансформатора.

Выпаяем его из трансивера и посмотрим его характеристику на анализаторе NanoVNA. Для этого его вторичную обмотку необходимо нагрузить на резистор 200 Ом (так как этот трансформатор с коэффициентом трансформации сопротивлений 1:4), соединять его с анализатором как можно короткими проводами.

Как мы видим из его характеристики, с увеличением частоты - плавно увеличивается КСВ передачи трансформатора, и на частоте 262 мГц КСВ составляет 2,0.
Мы и будем исходить из этих данных и постараемся получить в самодельном трансформаторе данные не хуже, хотя, если диапазон частот конструкции не превышает 30 мГц, то вполне хорошо будут работать и трансформаторы с меньшей полосой пропускания.

Для начала нужно определиться на каких сердечниках нужно мотать такие трансформаторы. Нужны будут малогабаритные кольца или "бинокли" с большой магнитной проницаемостью. Где можно взять такие сердечники?

Подобные кольца можно раздобыть в старых или вышедших из строя LAN-коммутаторах или роутерах. Такие кольца применяются во входных трансформаторах, которые устанавливаются на входных разъёмах. Выполнены они в виде толстых микросхем или квадратных и прямоугольных блоков, установленных рядом с входными разъёмами.
Например вот вышедший из строя роутер на 10 входов RG45

Этот прямоугольный блок и есть блок входных трансформаторов, выполненных на кольцах. Рядом с ним установлен ещё один подобный блок более квадратной формы.

У всех у них съёмные верхние крышки и входные трансформаторы залиты мягким компаундом, что-то вроде силикона, так что вытащить от туда кольца не составляет большого труда.

Вот сколько колец было добыто из двух этих блоков. Половина колец в блоках меньшего диаметра, где-то 2,5 мм, половина колец диаметром 4 мм.

Кольца с наружным диаметром 4 мм более подходят для наших трансформаторов, мы их и будем использовать. Проницаемость этих колец где-то в пределах 4000 - 5000.

Ещё попались два коммутатора, старые, списанные. В них на входах стояли вот такие трансформаторные блоки (микросхемы). Расковырять их оказалось гораздо сложнее, часть колец не выдержала экзекуций, но большая часть колец осталась.

Естественно все старые обмотки с колец необходимо удалить, кольца очистить.
Для экспериментов было взято несколько колец (диаметром 4 мм) и на них были намотаны обмотки с разным количеством витков, тремя скрученными между собой проводами.

Вот какие получились результаты;

В принципе все трансформаторы практически приближены по частотной характеристике к трансформатору из "Маламута", но лучше всего по частотке трансформатор должен иметь 7-8 витков. Для этих колец это оптимальный вариант.

Теперь попробуем намотать трансформатор на "бинокле", интересно, что из этого получится.
Самый простой вариант добычи "биноклей" - это различные сплиттеры телевизионных сигналов. Например в проходном сплиттере на 20 дБ и на четыре выхода, находится шесть маленьких "биноклей" и один большой (по отношению к маленьким).

Попробовал намотать на бинокле обмотку тремя проводами, влезло только три витка, то-ли "бинокль" слишком маленький, то-ли провод для него толстый. Но решил так и оставить и посмотреть, чего из этого получится.

Да, забыл сказать, что обмотки на таких трансформаторах лучше мотать проводами разных цветов, гораздо быстрее будет разобраться, где какая обмотка.
Так вот, намотал трансформатор на "бинокле", подключил к анализатору, и... был приятно удивлён полученным результатом.

КСВ два получился на частоте 426 мГц, причём начальная частота пропускания около мегагерца. То есть получается, что идеальные трансформаторы получаются из "биноклей" от сплиттеров, количество витков значит для них должно быть 3-4.

Да, ещё по трансформаторам, применяемых в аналогичных трансиверах "Маламут", "Волк" и им подобных.
Рассматриваемый трансформатор, это трансформатор 1:4, так-же применяются трансформаторы 1:1. Если вторичная обмотка не имеет отвода от середины, то такой трансформатор можно намотать двумя проводами, на кольце 6-7 витков, на "бинокле" 3-4 витка, то есть обе обмотки одинаковые.
Если вторичная обмотка имеет отвод от середины, то её половины должны содержать в два раза меньшее кол-во витков, чем первичная. То есть если первичная три витка, то вторичные по полтора, если шесть, то по три витка.

Удачи Вам в творчестве!