Ännu en S-match byggd

[sm6eng]

SM7EQL de SM6ENG, och övriga läsare

OK Bengt
Det var inte specifikt ditt stearinljus jag syftade på.
Anledning till att föra en diskussion på ham.se är, enligt min mening, att även andra som inte direkt är inblandade i en diskussion kan följa och få nytta av den. Av samma anledning tog jag upp en del ämnen som låg lite utanför än just det du och jag diskuterade. Jag gjorde en utvikning baserat på vad jag sett i en del inlägg på ham.se. Men jag gjorde misstaget att inte skriva att utvikningen jag gjorde inte var baserade på inlägg från dig och att jag inte skrev att "jag blir ännu gladare om det tänds ett Liljeholmens någonstans i Svedala utom hos EQL för jag tror att det redan brinner ett där" Visst vi överens. Anledning till att jag fokuserar på det här med att optimera dynamiken, d.v.s att få matchboxen att täcka ett så stort impedansområde som möjligt, är ett försök från min sida att på ett pedagogiskt sätt få fram ett budskap.

/Bertil

 

[SM7EQL]

OK, jag misstänkte väl att vi varit överens hela tiden Bertil. Nu brinner ljuset för fullt!

Men...det är ändå märkligt att saker som retts ut i detalj för snart hundra år sedan fortfarande behöver diskuteras. Här sitter vi och försöker finna ett förlustfritt sätt att transportera effekten från radiorummet till antennen som skall kunna användas över stora frekvensområden.

Vi som sysslat med mikrovåg skulle ju aldrig komma på tanken att till varje pris ha Pre-amp och slutsteg i radiorummet om avståndet till masten varit långt. Där är det naturligt att placera såväl Pre-amp som PA-steg i en låda uppe i masten dikt an antennen och sedan köra med en vanlig koax ner till radiorummet.

Kanske är det dags att även amatörradio på kortvåg utvecklas och vi sneglar lite på alternativa lösningar som används inom den kommersiella/militära sektor.

Tänk dig en "HF Couplifier" i toppen på masten och som ansluts till valfri antenn. Vill man inte ha hela PA:t där uppe så går det så klart att nöja sig med en fjärrmanövererad matchbox som funnits sedan 30-talet, kanske tidigare. Då slipper man i princip alla problem med störningar längs matarledningen och även ev additionsförluster i matarledningen och svårhanterade komplexa impedanser.

http://www.selex-comms.com/internet/localization/IPC/media/docs/Integrated_Coupifier_EN_LR.pdf

Kul grej eller hur?

/Bengt

 

[sm6eng]

Jovisst vi radioamatörer har mycket att lära av den kommersiella/millitära sektorn. Det är en naturlig tanke att åtminstone placera sin matchbox direkt vid antennen om man vill kunna använda en antenn för flera band. Då behöver man inte beakta addionsförluster och därmed behöver man inte använda en balansera matchbox. Men det är ju mer jobb med att bygga en sådan eftersom den skall kunna fjärsstyras eller vara automatisk, vidare så skall den ju klara av att sitta utomhus. Det finns sådana att köpa för amatörradiobruk men de har sina begränsingar när det gäller effekt och impedansområde. Ett helt annat och bättre angreppsätt för att kunna köra på många band är t.ex. att använda en logperiodisk antenn för 14-30 MHz (då har man täckt 5 amatörradioband) och ha några dipoler för resten av banden varav en del kan matas i samma matningspunkt. Men det är helt annan femma och alla har tyvärr inte möjlighet att sätta upp sådana antenner.

73 de SM6ENG
/ Bertil

 

[SM7EQL]

CBS skrev; "Det vore intressant om någon har 2 st lika linkkopplade transmatcher och satte dem "rygg mot rygg" för förlustmätning."
----

Jag har sett en test om detta någonstans, möjligtvis var det i QEX. Man tog även upp balun eller inte på utgången samt commonmode-drossel på 50 ohms sidan m m. Artikeln redovisade förlusterna i matchboxen vid olika anpassningsfall. Någon som kommer ihåg?

Ang S-matchen, har du inte funderat på att ersätta spolen och krokodilklämmorna med en variometer? Dock blir det svårt att få tillräckligt stort induktansområde för att täcka hela kortvågen men som en anpassare för ett begränsat område borde det ge hög komfort med bara två rattar och ingen omkopplare eller krokodilklämmor att flytta.

En sådan här mackapär G3YNH info: Variable inductors used in HF antenna matching networks.

http://g0mrf.com/variometer.htm

Variometer Design

G3YNH info:

/Bengt

.

 

[SM6APQ]

CBS de APQ. Good Morning

Du skrev:
Det är ju faktiskt lite fånigt att hastighetsjämföra anpassningsanordningar!
Är vi/jag lite påverkade av TV-sportens sekundjakter, månne?

Det var inte jag som drog upp det där med att mina transmatcher var tidsödande att stämma av p g a spolbyte och sedan proceduren med att saxa mellan två kondensatorer. Det fordrade en sakligt svar och kommentar från min sida.

Faktum kvarstår - ju flera komponenter - L och C - man kan variera på i en transmatch, desto större chans har man matcha olika - udda - laster som kanske dessutom innehåller reaktanser.
Frågan kvarstår igen; skall en transmatch vara "bekväm" och kanske inte har bra dynamik ( Loch C) eller "obekväm" men matchar allt från "ett kostängsel till en spiskrok"?

Linkar i serie med en avstämningskondensator.
ARRLs handböcker från 50- och 60-talet föreslog denna lösning för att komma runt det mekaniska problemet med en justerbar link.
Alla de kustradiostationer i USA, Brasilien och Afrika som jag besökt eller jobbat på har valt "seriekondensatorn/link" för att erhålla anpassning till den öppna transmissionsledningen. Jag har svårt att tänka mig att man valt fel metod?

Förluster i en transmatch.
Visst går det att koppla två enheter "rygg mot rygg" men ännu enklare är att observera om någon av de ingående komponenterna avger värme efter att ha plågat transmatchen (kopplad till en lämplig konstlast) med "nedtryckt nyckel" i 5 minuter. Skall man vara petig kan man använda en IR-kamera som ENG föreslår.
Om ingen värme konstateras så transformerar och överför transmatchen effekten på ett effektivt sätt.

Till sist.
S-matchens två - eller en - toroid uppfattar jag som två transformatorer ej baluner. Har jag fel här?

73
Bengt SM6APQ

 

[SM5DXU]

... Ett helt annat och bättre angreppssätt för att kunna köra på många band är t.ex. att använda en logperiodisk antenn för 14-30 MHz (då har man täckt 5 amatörradioband) och ha några dipoler för resten av banden varav en del kan matas i samma matningspunkt. Men det är helt annan femma och alla har tyvärr inte möjlighet att sätta upp sådana antenner.

Lyckligtvis har jag för tillfället just den möjligheten, dock utan en logperiodisk antenn. Hur går en sådan på 20, 15 och 10 m-banden jämfört med en frisk Fritzel FB-33 (min behöver service), och orkar en HAM-M med den?

/ Göstha

 

[SM7CBS]

APS de CBS. Good Evening!
Jag uppfattar S-matchens toroid som en balun...och/eller som en 1:1 transformator om Du så vill. Den blir enklare att förstå om Du betraktar schemat med en kärna. Primär och sekundär är ju galvaniskt åtskilda. Därmed har man väl uppfyllt balun/unbal villkoret? Båda ändarna på sekundären har samma potential och mittpunkten är ju flytande så länge den inte jordas. Mittjordning är väl inte heller självklart nödvändigt för att balans ska råda? Eller är det så? Har jag fel?

En annan sak är ju att sekundären är delad i 2 halvor. Det bör inte påverka balansen.
Fast ärligt talat...hur bra s-matchens anordning är för att åstadkomma balans vet jag ej. Men jag tycker inte det finns något i själva konstruktionen som skulle äventyra balanseringsfunktionen.
Men gärna mera ved på brasan från alla möjliga håll, tack!

Jag har heller aldrig påstått eller uppfattat seriekondensator/link som fel metod.
Det finns ju ett antal olika metoder att åstadkomma balansering och en rätt senkommen sådan är just via t ex en toroid. Chokebalunen är en annan. Ett antal kärnor som träs på en koax är en tredje.
Att åstadkomma perfekt balans är så vitt jag förstår näst intill omöjligt så det handlar ju att komma så nära som möjligt till rimliga kostnader.
Kanske Du eller någon annan kan berätta om hur bra eller dåliga de olika metoderna är och i så fall varför.

Att använda 2 enheter "rygg mot rygg" för förlustmätning var en metod som Du föreslog i ett tidigare inlägg och jag har genomfört den mätningen på 2 s-matchar så för jämförelsens skull tyckte jag det kunde vara intressant göra den jämförelsen även på 2 linkkopplare.
Ha det!
Tore SM7CBS

 

[SM7CBS]

EQL de CBS
Jag har faktiskt en variometer liggande. Men jag har inte kommit till skott ännu. Med den skulle man ju slippa den oro som en del känner inför ohmskt motstånd i krokodilkäften!
Fast i den varimeter jag har så kopplas ju de olika spolarna via släpkontakter av den typ som ofta finns på vridkondesatorer. Där finns ju ett visst kontakttryck så de känns ju pålitliga.
Bilder på s-match med variometer finns på PA0FRI:s hemsida. Även hänvisning till inköpskälla för variometrar Kolla denna:
symmetrische Koppler & PA´s - DC4JG

 

[SM7CBS]

EQL de CBS.
Jag glömde detta.
Jag har också ganska nyligen läst om en förlustjämförelse av matchboxar. Jag tror det var i QEX för några år sedan. Man jämförde kommersiellt byggda amatörboxar avsedda för koaxmatning och jag vill minnas att det var förhållandevis dåliga siffror. Nedåt 20-30% i förluster. Men det är klart...men hamnar väl där i de ogynnsammaste fallen.
Tore

 

[SM7EQL]

CBS DE EQL

Ja det måste ha varit i QEX jag läst om detta. Skall kolla sen.

Ang variometrar så är de inte helt problemfria att använda. Q-värdet är bra vid max induktans men kanske ingen höjdare vid minimum. Dessutom är det svårt att få tillräckligt stort induktansområde. Jag har sett uppgifter mellan 2:1 och 3:1.

Variometrar var vanliga på 500 kHz och används av amatörerna på 137 kHz där spolarna blir stora som soptunnor.

Jag har dock några WWII-apparater som innehåller variometrar för antennavstämningen men där gissar jag att antennerna var väldigt korta och mer eller mindre kapacitiva.

/Bengt

 

[SM0GLD]

APS de CBS. Good Evening!
Jag uppfattar S-matchens toroid som en balun...och/eller som en 1:1 transformator om Du så vill. Den blir enklare att förstå om Du betraktar schemat med en kärna. Primär och sekundär är ju galvaniskt åtskilda. Därmed har man väl uppfyllt balun/unbal villkoret? Båda ändarna på sekundären har samma potential och mittpunkten är ju flytande så länge den inte jordas. Mittjordning är väl inte heller självklart nödvändigt för att balans ska råda? Eller är det så? Har jag fel?

En annan sak är ju att sekundären är delad i 2 halvor. Det bör inte påverka balansen.
Fast ärligt talat...hur bra s-matchens anordning är för att åstadkomma balans vet jag ej. Men jag tycker inte det finns något i själva konstruktionen som skulle äventyra balanseringsfunktionen.
Men gärna mera ved på brasan från alla möjliga håll, tack!

Tore SM7CBS

Hej Tore,

Jag har funderat lite på hur S-matchen egentligen fungerar.
Om man studerar PA0FRI´s hemsida så visar han lite hur det hela utvecklades till det som vi nu kallar S-match.

Jag vill faktiskt rita om schemat lite för att förtydliga hur hans transformator är lindad. I mitt schema har jag även lagt till en choke på ingången för att säkerställa balansen om det nu är viktigt.

Han, PA0FRI, ritar schemat som han "uppfattar" att det hela fungerar men jag kan inte se att det skulle handla om någon form av balun. Det finns ju inget i hans koppling som skiljer den från en vanlig transformator.

Trots detta så påstår han att det går lika bra med två separata "baluner"
Hur kan det vara möjligt att de båda kopplingarna får samma funktion.



Min uppfattning av kopplingen med ytterligare en 1:1 balun.

/Micke

 

[SM6APQ]

DXU de APQ, good evening!

Du skrev:
Lyckligtvis har jag för tillfället just den möjligheten, dock utan en logperiodisk antenn. Hur går en sådan på 20, 15 och 10 m-banden jämfört med en frisk Fritzel FB-33 (min behöver service), och orkar en HAM-M med den?

/ Göstha

En log.per antenn för 14 - 29 MHz kan göras med en bomlängd strax under 4 meter!
Tennadyne har en sådan antenn med en bomlängd av c:a 3,8 meter. Jag har testat den. Kanske något bättre än en roterande dipol vilket inte är fy skam med tanken på att man täcker 14, 18, 21, 24, 27, 28 och 29 MHz.

Min hemmagjorda log.per. antenn har en bomlängd på 6 meter. Jag roterar den med en HAM.M utan problem.
Det finns log.per antenner som har 20 m bom för ovanstående frekvensområde med lite bättre prestanda. Gainen på en log.per ökar inte med "tumregeln" som säger att fördubbling av bommen på en yagi ger + 3 dB.
Jag har en känsla av att din FB-33 har högre gain och bättre front/back förhållande jämfört med min log.per.

Fördelen med min log.per är ju att jag har nytta av den vid lyssning på marinbanden och rundradio. Dessutom har den färre skarvar och plåtskruvar jämfört med en yagi. Min har nu suttit uppe i 15 år och överlevt saltstormar och stormen Gudrun.

73
Bengt SM6APQ

 

[SM7MCD]

GLD de MCD

Jag har funderat lite på hur S-matchen egentligen fungerar.
Om man studerar PA0FRI´s hemsida så visar han lite hur det hela utvecklades till det som vi nu kallar S-match.

Jag vill faktiskt rita om schemat lite för att förtydliga hur hans transformator är lindad. I mitt schema har jag även lagt till en choke på ingången för att säkerställa balansen om det nu är viktigt.

Han, PA0FRI, ritar schemat som han "uppfattar" att det hela fungerar men jag kan inte se att det skulle handla om någon form av balun. Det finns ju inget i hans koppling som skiljer den från en vanlig transformator.

Trots detta så påstår han att det går lika bra med två separata "baluner"
Hur kan det vara möjligt att de båda kopplingarna får samma funktion.

Jag har funderat lite kring funktionen och jag ser transformatorns uppgift att dela upp matande generator i två identiska generatorer. Jag har labbat lite med att köra två transistorer i PP-koppling och mata direkt till S-matchen. Därmed använder jag bara resonanskretsen som filter (vilket man kan ha synpunkter om). Men på de effekter jag lekt med (< 10 watt) verkar det funka.
Labbandet var för något år sedan då vi byggde slutstegen till KRAS-trancievern och kreativiteten flödade som mest. Tanken var att varför gå från några få ohm balanserat i transistorkretsen till först 50 ohm obalanserat bara för att för att fixa LP-filter, för att avsluta med att gå till 100 - 1 kohm balanserat. Tanken var att kanske fanns det fördelar med att gå direkt, men jag vet inte om vi/jag blev så mycket klokare. Så nu är jag tillbaka med att fundera likt alla andra hur bra balanserat blir det egentligen egentligen. Jag tycker att det verkar bli ganska bra balanserat, även med min Zepp-antenn.

Jag tycker ditt schema är ritat med pedagogiska förtecken och visar kopplingen med två lindningar på ett bra sätt. Jag själv kör med en balun just som du ritat. Som jag skrivit tidigare så har jag lekt lite med att skapa virtuella symmetriska- / osymmetriska jordpunkter i matchen, med ibland intressanta resultat.

 

[SM5DXU]

... Jag har en känsla av att din FB-33 har högre gain och bättre front/back förhållande jämfört med min log.per...

Tack Bengt för svaret! Inte mer än jag kör radio för närvarande - det är 35 km till mitt HAM-QTH - så får det därför räcka med att försöka fixa FB-33an. Om den visar sig i sämre skick än jag tror, blir det ett nytt beslut.

/ Göstha

 

[sm6eng]

SM0GLD de SM6ENG

Hej Micke

I inägg # 71 skrev du

"kan inte se att det skulle handla om någon form av balun. Det finns ju inget i hans koppling som skiljer den från en vanlig transformator."

Jag påstår att en transformator som ej är sparkopplad, dvs med galvansikt skild primär och sekundärsida visst kan fungera som en balun. Mycket kortfattat, obalans i ett elektriskt system innebär att strömmarna i till och returledare för matning av en last inte är lika stora. Detta innebär med nödvändighet att strömmen till lasten inte enbart går via matarledningen. Oftast handlar det om att det även finns en strömloop som går via jord. Sätter vi in en transformator i matarledningen så bryts denna strömloop och vi får balans.

Det är viktigt att förstå vad obalans innebär vid matning av en last. Det finns många myter i området. En del tror att obalans vid matning av en antenn uppstår på grund av att man använder en "obalanserad" koaxialkabel istället för en "balanserad" stege - men så är inte fallet. Jag har försökt att reda ut detta i myt nr 17 "Myter om balanserade/obalanserade koaxialkablar och antenner". Länk till artikeln finns i vänstra kanten på ESR hemsida http://www.esr.se under "Myter inom amatörradion av SM6ENG".

/Bertil

 

[SM0GLD]

SM6ENG de SM0GLD,

Tack Bertil,
Jag ska läsa på om obalansmyterna.

Balans eller obalans är kanske inte det viktigaste att få svar på.
Jag försöker fortfarande förstå hur den fungerar och varför PA0FRI valt att låta transformatorn ingå i resonanskretsen och varför han kopplar in kondensatorn som han gör. Alltså vad vinner han på att göra som han gör?

......bara väldigt nyfiken på en riktig förklaring

/Micke

 

[sm6eng]

SM0GLD de SM6ENG

Hej igen Micke,
Jag är inte säker på att jag förstår din fråga. Jag gissar att din fråga gäller "transformatorn" i schemat i ditt inlägg #71 med lindningarna n1, n2, n3. Jag är inte hemma på S-matchen eftersom jag av flera skäl föredrar "traditionell" linkopplad matchbox men kanske kan jag hjälpa dig ändå. Lindningarna n2, n3, kondensatorn C1 (som bör ritas som en varierbar kondensator), spolen L1 och antennen utgör en resonanskrets. Lindningen n1 är en link som kopplar till denna resonanskrets. Visst utgör lindningarna n1, n2 och n3 en transformator men du förstår det nog bättre om du betraktar helheten som en linkkopplad varierbar resonanskrets. Genom att vi har en linkkoppling så bryter vi den galvaniska förbindelsen via tranceivern mot jord. Därmed så förhindrar vi att en del av strömmen till antennen går en annan väg än via matarledningen. Då blir strömmarna lika stora i till och returledning i matarledningen vilket innebär att vi får balans. I schemat framgår det att man har lagt in en choke mellan transformatorn och tranceivern vilket jag tycker är lite overkill. Kanske har man blivit tvungen till detta för att få bra balans men det tyder i så fall på en dålig konstruktion. Var detta till någon hjälp?

/Bertil

 

[SM0GLD]

SM6ENG de SM0GLD,

PA0FRI säger: Det går lika bra med 2st separata baluner isf en gemensam transformator.

SM0GLD anser: En transformator med alla lindningarna som kopplar till varandra kan aldrig bete sig lika som två separata baluner.

PA0FRI säger: Induktansen skall vara ca 3µH.

Någon annan har sagt att han lindat lika många varv på en annan kärna (typ-77) och det gick lika bra.

SM0GLD säger: Det är alldeles för stor skillnad i Al på typ-2 och typ-77 för att det ska fungera. På typ-77 blir det 2varv.


Jag bygger en själv och reder ut begreppen.

/Micke

 

[SM7MCD]

Jag har byggt några S-matcher med andra toroidkänor och så klart funkar dessa också. En ferritkärna har jag 2 varv på primärlindningen och ett varv på var sekundärlindning. Jag har lekt lite med FT37-43 och testat en match i miniformat (som naturligtvis får rum i en tändsticksask, "matchbox" ). Vidare tester får avgöra om resultatet blir intressant att bli publikt. Men det var knepigt att hitta riktigt små krokodilklämmor...

Lindningen blir en aktiv del av induktansen i kretsen, för högre band kan det bli lite knepigt om induktansen är för hög och den matade impedansen är låg.

 

[SM7CBS]

GLD, ENG, MCD, m fl!
Att dela upp transformatorn/balunen i 2 delar måste ju vara fullt möjligt. Om man i AC-världen hittar 2 trafo med 115 VAC primär kan man ju seriekoppla dem till 230 VAC och ställa dem en bit från varandra och ändå levererar de som vore det en transformator då sekundärerna också läggs i t ex serie, (under förutsättning att det är fulltransformatorer).
Som jag ser det är det så är det så s-matchen också fungerar. Och precis som i AC-fallet kan man bygga ihop 2 kärnor till en och/eller omvänt.
ENG:s sätt att beskriva sekundärlindnigarna som en linkar är ju pedagogiskt fiffigt och gör händelseförloppet begripligt.
Om sekundärlindningarna är en aktiv del i avstämningskretsen, och allt tyder på det, består avstämningskretsen av en parallellkrets som i sin tur består av vridkondensatorn och 3 seriekopplade induktanser, de 2 sekundärlindningarna på 3 uH tillsammans och den ställbara (via krokodilklämman). Det lägsta induktansvärdet man kan ställa in är alltså 3 uH plus det som följer med i den kortslutna spolen.
En induktans på 3-4 uH tycker jag låter mycket för att stämma av på 10 meter.
Men jag klarar att avstämma min s-match på 28,5 mHz då det återstår 2 varv. (av 35 ) Det betyder att 33 varv är överbryggade av klämman.
Finns det någon "hund begraven" i resonemanget?
Om så inte är fallet har vi ju klarat ut hur s-matchen fungerar! En gång för alla!
Ditt bygge välkomnas GLD! Här finns många oklara detaljer. Jag känner mig inte helt säker heller, som Du märker.
Övriga kommentarer?
Tore