Audio- und Telekommunikationstransformatoren – FAQ

Prüfung von Audio- und Telekommunikationstransformatoren – häufige Fragen

Meine Audio- und Telekommunikationstransformatoren müssen an eine symmetrische Leitung angeschlossen werden. Welchen Test muss ich durchführen, um die erforderliche Leistung sicherzustellen?

Was hier benötigt wird, ist ein Test für die Längssymmetrie, ein Maß für das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis (Common Mode Rejection Ratio, CMRR) eines Transformators.
Dies ist definiert als die Fähigkeit des Transformators, unerwünschte Rauschsignale zu unterdrücken, die beiden Eingangsanschlüssen in Bezug auf einen gemeinsamen Punkt gemeinsam sind.
In einer idealen Welt hätte ein Transformator ein unendliches CMRR.
In der Praxis führen Unterschiede in der Symmetrie der Transformatorkonstruktion jedoch dazu, dass Gleichtakteingangssignale als unerwünschte Ausgangsspannungen erscheinen.

Wie funktioniert ein Längsgleichgewichtstest?

Abbildung 1 zeigt einen grundlegenden Längsausgleichstest, bei dem ein Lastwiderstand RL über den Transformatorausgang und zwei Quellwiderstände (RS) an die Transformatoreingänge gelegt werden. Zunächst wird die Prüfspannung Vin als Gleichtaktsignal angelegt und die Ausgangsspannung Vout1 aufgezeichnet. Anschließend wird derselbe Vin als normale Eingangsspannung angelegt und der Ausgang Vout2 aufgezeichnet. Der Längssaldo wird dann als Verhältnis berechnet:

LBAL = 20 log | (Vout2 / Vout1) |

Wäre der Standard-Längsbalancetest geeignet, um die CMRR von Audio- und Telekommunikationstransformatoren zu bestätigen, die zur Erfüllung von Standards wie IEEE455 und FCC68310 erforderlich sind?

Um Transformatoren gemäß IEEE455, FCC 68.310 und anderen ähnlichen Standards zu bewerten, ist eine etwas andere Version des grundlegenden Längssymmetrietests erforderlich. Dies wird als allgemeiner Längsgleichgewichtstest bezeichnet. Im Fall von IEEE455 werden die Quell- und Lastwiderstände RS und RL auf die gleiche Weise wie im vorherigen Test angeschlossen, es wird jedoch zusätzlich ein Messtransformator (Gerätetransformator) hinzugefügt (siehe Abbildung 2).

Für Tests gemäß FCC 68.310 (Abbildung 3) werden auch ein Messtransformator und ein Lastwiderstand verwendet, die Quellwiderstände sind jedoch nicht erforderlich.

In jedem Fall werden die Spannungen Vout1 und Vout2 gemessen, während Vin konstant gehalten wird.
Das Verhältnis dieser beiden Spannungen spiegelt die Fähigkeit des zu prüfenden Transformators wider, Gleichtaktspannungen zu unterdrücken.
Das allgemeine Längsgleichgewicht wird als Verhältnis berechnet:
GBAL = 20 log |(Vout2/Vout1)|

Mir wurde gesagt, dass ich im Rahmen unseres Qualitätsprozesses einen Einfügedämpfungstest durchführen muss. Warum ist das ?

Dieser Test wird oft vorgeschrieben, da er dabei hilft, sicherzustellen, dass der Transformator unter Verwendung der richtigen Kern- und Wicklungsmaterialien zusammengebaut wurde. Die Einfügungsdämpfung ist ein Maß für die Leistung, die ein Transformator im Verhältnis zur maximalen theoretischen Leistung verliert, die das Gerät an eine bestimmte Last übertragen sollte. Kern- und Wicklungswiderstandsverluste führen dazu, dass ein Transformator immer einen Teil der Leistung verbraucht, wodurch die der Last zur Verfügung stehende Leistung vom theoretischen Maximum abweicht.

Wie führe ich einen Einfügedämpfungstest durch?

Quell- und Lastwiderstände (Rs und RL) werden an den zu prüfenden Transformator angeschlossen, wie in Abbildung 4 dargestellt. Anschließend wird die spezifizierte Spannung Vin an den Transformator angelegt und die Ausgangsspannung Vout gemessen. Die Einfügungsdämpfung (Verhältnis der tatsächlichen zur theoretischen Verlustleistung) lässt sich dann nach folgender Formel berechnen:

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

Eine ergänzende Messung, die häufig gleichzeitig mit der Einfügungsdämpfung erforderlich ist, ist ein Test der Rückflussdämpfung (RLOS). Im Gegensatz zur Einfügungsdämpfung, bei der der Leistungsverlust innerhalb des Transformators gemessen wird, wird der Rückflussdämpfungstest verwendet, um die Leistung zu bewerten, die vom Transformator zum Eingang zurückgeführt wird.

Gibt es andere Tests, die besonders auf Audio- und Telekommunikationstransformatoren anwendbar sein könnten?

Wenn Transformatoren mit Übertragungsleitungen mit einer bestimmten Impedanz verwendet werden sollen, ist häufig eine Leitfähigkeitsprüfung erforderlich. Die Impedanz eines Transformators ist normalerweise komplex, da sie aus realen (resistiven) und imaginären (induktiven oder kapazitiven) Elementen besteht. Die Gesamtimpedanz bei einer bestimmten Frequenz ist die Vektorsumme dieser Teile und wird als Z=√(R2 + X2) ausgedrückt, wobei R und X die Real- bzw. Imaginärkomponenten sind.

In der Produktionsumgebung muss ich meine Tests mit hoher Geschwindigkeit durchführen – wie kann ich den Testprozess automatisieren?

Das Aufkommen moderner Ein-Stationen-Prüfsysteme für gewickelte Komponenten hat dazu beigetragen, den Transformatorprüfprozess zu automatisieren und zu vereinfachen, während OEMs gleichzeitig die Notwendigkeit beseitigt haben, eine Vielzahl unterschiedlicher Prüfgeräte zu kaufen, zu konfigurieren und zu warten. Allerdings sind viele Audio- und Telekommunikationstests bisher auf solchen Plattformen nicht verfügbar. Voltech reagierte auf diese Situation, indem es eine Reihe von Tests auf den Markt brachte, die speziell für Leitungsisolationstransformatoren entwickelt wurden und auf den Einzelstationstransformatortestern ATi und AT3600 des Unternehmens verwendet werden können. Mit diesen Tests können Benutzer die Längs- und allgemeine Balance in einem Messbereich von 0 bis 100 dB mit Testspannungen von 1 mV bis 5 V und Testfrequenzen von 20 Hz bis 1 MHz messen. Einfügungsverluste können innerhalb der gleichen Prüfspannungs- und Frequenzgrenzen in einem Messbereich von -100 dB bis 100 dB gemessen werden, während der Impedanzprüfbereich 1 mOhm bis 1 MOhm beträgt. Die Grundgenauigkeit dieser Messungen beträgt bis zu 0,05 %.

Alle Tests können mit neuen AT5600-Testgeräten spezifiziert oder von bestehenden Benutzern als einfache Software-Upgrades erworben werden.

Alle Tests können über eine PC-basierte Transformatortest-Editor-Software konfiguriert und ausgeführt werden. Testprogramme können zum schnellen Herunterladen auf der Festplatte eines Servers archiviert werden.

Schlussfolgerungen zum Audiotest

Der vielseitige Transformatortester AT5600 bietet bereits eine konkurrenzlose Auswahl an Tests zur Überprüfung der Konstruktion und Leistung einer Vielzahl von Spulen und Transformatoren. Durch Befolgen der oben genannten Richtlinien können Benutzer auch die Prüfung von Kernen und Transformatoren unter konstanten Wechselstrombedingungen nahtlos in die AT3600-Umgebung integrieren und so schnelle PASS/FAIL-Tests und genaue, detaillierte Testergebnisse für die Analyse bereitstellen.