Was ist ein Impulstransformator?
Ein Impulstransformator ist ein Transformator für die Übertragung von Wechselstromsignalen in einer gepulsten Wellenform und nicht für die Übertragung von elektrischer Leistung.
Sie werden hauptsächlich in Kommunikationsschaltungen in elektronischen Geräten eingesetzt. Impulstransformatoren bestehen aus einem Magnetkern und Wicklungen, wobei zwei Wicklungen, eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung, um den Magnetkern gewickelt sind. Impulstransformatoren sind langlebige, äußerst zuverlässige elektronische Bauteile mit wenigen beweglichen Teilen oder alternden Bauteilen.
Sie werden zur Übertragung von Signalen eingesetzt, wobei sie eine Isolierung zwischen der Eingangssignalquelle und dem Ausgangssignal gewährleisten. Meist werden Transformatoren mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 verwendet. Impulstransformatoren werden wie Leistungstransformatoren nicht zur Übertragung von Leistung verwendet, so dass die Bauteile kleiner dimensioniert werden können.
Verwendungszwecke von Impulstransformatoren
Impulstransformatoren werden in Kommunikationsschaltungen in elektronischen Geräten eingebaut und als Übertragungsmedium zum Senden und Empfangen von Kommunikationssignalen verwendet. Sie werden hauptsächlich in Kommunikationsschaltungen innerhalb elektronischer Geräte eingesetzt, die Langstreckenkabel zur Kommunikation verwenden, wie z. B. LAN- und Ethernet-Kommunikation.
Bei der Verwendung von Langstreckenkabeln für die Kommunikation werden Impulstransformatoren verwendet, um die Eingangs- und Ausgangsseite der Kommunikation zu isolieren, da diese anfälliger für externe Störungen sind.
In vielen Fällen werden Impulstransformatoren in Kommunikationssteckverbinder eingebaut, da sie ein Bauteil sind, das miniaturisiert werden kann. Wenn jedoch ein einzelner Impulstransformator verwendet wird, der nicht in einen Kommunikationssteckverbinder eingebaut ist, wird der Impulstransformator in der Nähe des Kommunikationssteckverbinders auf der Leiterplatte angebracht.
Prinzip der Impulstransformatoren
Ein Impulstransformator ähnelt im Großen und Ganzen einem Transformator (Übertrager) zur Spannungsumwandlung. Er hat Spulen auf der Primär- und Sekundärseite und besteht aus einem ringförmigen Eisenkern, um den die Primär- und Sekundärspulen gewickelt sind.
Wenn das dem Impulstransformatoren zugeführte Signal, d. h. der Strom, durch die Spulen auf der Primärseite fließt, wird im Eisenkern durch elektromagnetische Induktion ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld pflanzt sich durch den Eisenkern zur Sekundärseite fort, wodurch auf der Sekundärseite eine elektromagnetische Induktion ausgelöst wird und Strom von der Sekundärseite abgegeben wird.
Transformatoren zur Spannungsumwandlung haben im Allgemeinen eine Konfiguration mit vier Anschlüssen, wobei Vin und GND auf der Primärseite und Vout und GND auf der Sekundärseite liegen. Die Kommunikation umfasst Senden und Empfangen, wobei die Signale von der Primärseite zur Sekundärseite und von der Sekundärseite zur Primärseite gesendet werden.
Da es nicht möglich ist, beide Signale in einem Transformator zu übertragen, verfügen einige Impulstransformatoren über eine Sende- und eine Empfangsklemme. In der Praxis besteht die Konfiguration aus einem Sende- und einem Empfangstransformator in einem Element.
Weitere Informationen über Impulstransformatoren
1. Lärmschutz
Impulstransformatoren sind eingangs- und ausgangsseitig isoliert, so dass der Impulstransformator, wenn externes Rauschen auf das von der Ausgangsseite gesendete Kommunikationssignal einwirkt, das externe Rauschen abfängt und nur das für die Kommunikation notwendige Signal an die Eingangsseite weiterleitet. Impulstransformatoren übertragen nicht nur Impulssignale, sondern schützen auch das Innere elektronischer Geräte, indem sie die Auswirkungen von statischer Elektrizität und Fremdgeräuschen reduzieren.
2. Schutz bei einem Ausfall des Kommunikationskreises
Bei einem Ausfall des Kommunikationskreises in einem elektronischen Gerät, bei dem eine anormale Spannung vom Kommunikationskreis ausgegeben wird, verhindert der Impulstransformator auch, dass die anormale Spannung in das Ziel-Kommunikationsgerät fließt. Durch die Verwendung eines Impulstransformators werden die Kommunikationsschaltkreise der einzelnen elektronischen Geräte isoliert, so dass bei einer Störung eines elektronischen Geräts die Wahrscheinlichkeit einer Störung anderer elektronischer Geräte geringer ist.
3. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung
Die Verwendung eines Impulstransformators hat den Nachteil, dass je nach Wicklungsmaterial und -eigenschaften eine Verzerrung der Impulssignalwellenform zu einer schlechten Signalqualität führen oder die Spannung der Impulssignalwellenform gedämpft werden kann. Bei der Verwendung eines Impulstransformators sollte die tatsächliche Impulssignalform mit einem Oszilloskop oder einem anderen Messinstrument beobachtet werden, und es sollte durch Auswertung der Signalform überprüft werden, ob sie mit den von der elektronischen Ausrüstung angenommenen Kommunikationsspezifikationen und den elektrischen Spezifikationen des zu verwendenden Kommunikations-IC übereinstimmt.