För att ha någon form av "aning" om komponenter som bygger på den magnetiska kretsen behöver man grundläggande kunskaper om deras egenskaper. Något som är fundamentalt är kopplingen mellan magnetisering och flödestäthet, eller "B-H" kurvan.
För omagnetiska material är denna rak och har proportionalitetskonstanten eller kurvans lutning = 1. Däremot så får man en kurva med helt annan form när ett ferromagnetiskt material ingår i kretsen.
Den ovanstående kurvan för ferritmaterialet 61 som har initalpermealiteten µi =125,
eller proportionalitetskonstanten 125 vid små magnetiseringar, visar att det dels finns en
kvarstående magnetisering eller remanens efter den första magnetiseringen, och dels att
materialet mättas ganska snabbt. Båda dessa fenomen leder till att energi absorberas i materialet när det utsätts för ett magnetiskt växelfält.
När magnetiseringen fortfarande är så liten att materialet fortfarande kan anses som "linjärt" så går detta att uttrycka som den komplexvärda permeabiliteten µ' resp, µ''.
Kvoten mellan dessa är förlustfaktorn tan(delta) = µ'/µ''.
Fortsätter vi med materialet 61 och tittar på dess kurvor för real- resp. imaginärdel av permeabiliteten så finner vi att kurvorna skär varandra vid frekvensen c:a 40 MHz. Vid denna frekvens så förbrukas lika mycket energi som den lagrade i induktansen, eller Q = 1.
Går vi ner i frekvens så börjar Q bli användbart någonstans vid 10 MHz, men kretsförlusterna är fortfarande påtagliga.
Säg att vi vill göra en oavstämd transformator
med 100:1 impedansförhållande mellan 5000 och 50 ohm vid 3,5 MHz.
Först så beräknas hur stor magnetiseringsinduktans som erfordras för att man ska kunna försumma magnetiseringsströmmen, och en tumregel är en reaktans av fyra gånger kretsimpedansen, alltså 20000 ohm. Löser vi ut induktansen får vi L = 900 µH.
Detta blir en toroid FT-140-61 med 100 varv i primärlindningen och 10 varv i sekundärlindningen. Vi kan sedan räkna ut spänningen över induktansen vid en effekt av, säg, 10 W och detta blir U = roten(PZ) eller 220 V.
Stoppas nu dessa värden in i Faradays induktionslag så kommer det ut en
maximal flödestäthet av 2 mT eller 20 Gauss.
Detta ligger inom det linjära området, men det finns förluster som beror på remanensen,
tillsammans med lindningsresistansen. De obelastade Q-värdet hamnar då runt 100 eller en parallellresistans av 200 kohm. I denna förbrukas grovt räknas 1 W av de tillgängliga
10 W. Ett värre problem blir inflytandet av strökapacitanserna och lindningskapacitanserna. För att kunna försumma deras inverkan så behöver reaktansen även den överskrida 4 gånger kretsimpedansen, vilket är 20000 ohm. Löser vi ut C ur detta får summan inte överskrida 2,3 pF.
Elektronrör och induktanser med så låga egenkapacitanser finns inte,
så en bredbandig transformering blir inte realiserbar.
I bästa fall kommer vi upp i ett par hundra kHz.
Återstår avstämda kretsar. Med ett pi-filter eller parallellkrets med kopplingslink går
det att få mycket stora impedanstransformeringar med fortfarande hanterbara förluster.
Man byter alltså bandbredd mot låga förluster.
Det här har generationer av radioingenjörer känt till, och är en direkt konsekvens av elektricitetsmatematiken. Förr fick man t.o.m. lära sig sådant på gymnasienivå.
För andra material än 61 blir situationen ännu sämre;
Att förstå grundläggande elfält och elkretsteori är helt nödvändligt för
att kunna konstruera elektriska nät.
Närmaste koppling som jag kan tänka mig är en s k distribuerad förstärkare där man i princip kan koppla på hur många länkar som helst. Det var även en ganska vanlig lösning för distribution av kabel-TV i tidernas begynnelse.
Distribuerade förstärkare eller
"Kettenverstärker" är ett mycket bra sätt att förbättra
frekvensgången hos en förstärkare med elektronrör eller andra komponenter med höga impedanser utan att tillgripa motkoppling eller transformatorer, men till priset av dålig verkningsgrad och att halva uteffekten går förlorad.
Principen går ut på att man absorberar rörkapacitanserna i ett distribuerat
lågpassfilter med en karaktäristisk impedans = utimpedansen. Sedan avslutas ena sidan i denna impedans, medan halva effekten finns tillgänglig på utgången.
Kopplingen var populär i oscilloskop och som videoförstärkare.
Den "
Kettenverstärker" som Bengt såg, med 50 6146 eller liknande
skulle kunna ge en förstärkning som grovt räknat motsvarar kvoten mellan
gallerspännings och anodspänningssving, någonstans runt 30 eller 30 dB, vid en uteffekt av kanske 200-250 W och med en rak frekvensgång upp till lågpassfiltrets gränsfrekvens vilken väljs någonstans runt 50 MHz.
