1. This site uses cookies. By continuing to use this site, you are agreeing to our use of cookies. Learn More.

Angående strömbaluner

Discussion in 'Antenner och master' started by SM0KBW, Jan 31, 2013.

  1. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Påståenden om 4:1 strömbaluner av Guanella typ.

    De är lika eller till och med bättre än den enkla 1:1 balunen på CM dämpning:

    Vid CM kan man se det som att de två utgångarna är sammankopplade.
    Därför fungerar balunen som en enkel strömchoke, med den skillnaden
    att den CM rest som finns kvar anländer i motfas till lågohmssidan
    och kommer släckas ut ännu mer.


    Den är lika bra eller bättre på att överföra energin till last:

    Vid normal mode så är det två strömchokar som arbetar i motfas med en
    en virtuell jord i sammankopplingpunkten (utgången) vilket gör att den
    t.o.m kan driva olika ström i respektive gren.


    Den fungerar lika bra som den enkla choken när det gäller reaktiv last:

    Energiöverföringen sker mellan ledarna i en strömchoke, det som händer är
    att man får en förskjutning av reaktansen som motsvarar den längd matarledning
    som är upplindad på choken. Att det är två chokar i 4:1 balunen gör ingen
    skillnad.


    En 4:1 balun är dessutom DC-mässigt kortsluten vilket gör att man inte behöver ta
    till några speciella åtgärder vid matning av öppna antenner.



    Om dessa påståenden är korrekta så är det mer en praktisk fråga om man väljer en
    1:1 strömbalun eller en 4:1 dito.
     
    2 people like this.
  2. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Gick ut i labbet och mätte upp induktansen på en 4:1 Guanellabalun.

    Induktansen mättes mellan ingång och ena utgången.
    När jag kopplade ihop de båda utgångarna minskade induktansen till ca hälften.

    Detta tyder på att motfasteorin är riktig men samtidigt minskar ju CM-induktansen och då minskar även balunens förmåga att "bromsa" CM-strömmar.

    Vad drar vi för slutsats ur detta?

    /Micke
     
    1 person likes this.
  3. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Har även jag varit i labbet och mätt :)

    Det är två FT-114-43 kärnor med 2 * 7 varv 0,8 mm försilvrad tråd isolerad med PTFE slang.

    miniVNA-Pro är mätutrustningen, mätområde 3 - 30 MHz.

    Tyvärr kommer inte bildens namn med direkt, men om man låter muspekaren ligga över bilden så dyker namnet upp.


    VNA_1.jpg
    Genomgångsdämpning på en 1:1 balun.

    VNA_2.jpg
    CM dämpning för en 1:1 balun. Kortslöt ledarna och körde den som en induktans.

    VNA_3.jpg
    CM dämpning när båda kärnorna är kopplade som en 4:1 balun
    Utgångarna sammanslagna och matning mellan den punkten
    och ihopkopplingspunkten (virtuella jorden).

    Trots den halverade induktansen så verkar utfasningen fungera!
     

    Attached Files:

    2 people like this.
  4. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Om man får så bra CM-dämpning vid låga frekvenser så kan man faktiskt kosta på sig att minska antal varv och få bättre egenskaper på högre frekvens, något att tänka på.

    En fundering.....varför avtar motfasegenskaperna med ökad frekvens?


    /Micke
     
    1 person likes this.
  5. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Nu hade jag bara en balun kvar så jag kunde inte mäta genomgångsdämpningen för 4:1 balunen men jag byggde två, den andra är numera inbyggd i utrustning.

    Anledningen att bygga två var att mäta på dem seriekopplade, hög Z mot hög Z. Det är alltså två 4:1 baluner, samma data som inlägget ovan. Det är dB på vertikalaxeln och KHz på den horisontella.


    Dämpningen är för två och bör rimligtvis vara hälften för en 4:1 balun.
     

    Attached Files:

  6. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Jepp, och att även ta till den där sektionslindningen, som man ser att en del har.
     
  7. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Kan det vara strökapacitanserna som börjar göra sig påminda? Ytterligare en anledning att sektionslinda?
     
    Last edited: Jan 31, 2013
  8. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Simulering gav liknande egenskaper.
    Kraftigt beroende av transformatorns egenskaper: induktans, kopplingsfaktor och kapacitans.

    motfasbalun.jpg

    Jag införde en stor obalans på prov men även då uppvisade kopplingen god dämpning . Högst dämpning fick jag när allt var i perfekt balans.



    /Micke
     
  9. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Tillbaks till labbänken och linda om kärnorna således ;)

    Tänkte prova sektionslindning den här gången med 2 * 3 och sedan 2 * 2 varv på vardera kärna.

    Ska bli intressant, men det får vänta lite.
     
  10. JanneG

    JanneG Well-Known Member

    2 people like this.
  11. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Tack Janne,
    Den artikeln var ny för mej.

    Det finns mycket att läsa ang baluner och jag har fastnat i ett dokument skrivet av Chris Trask http://www.home.earthlink.net/~christrask/Trask4to1Balun.pdf

    Han beskriver en förbättrad 4:1 balun lindad på en kärna.

    Det hela ser ut så här.

    CT_improved balun.jpg

    Jag förstår inte hur han har realiserat denna balun, det finns inga bilder.

    Någon som kan förklara hur den är lindad?

    /Micke
     
  12. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    @GLD:

    Verkar vara en udda fågel det där!

    I beskrivningen står att han använt tvåhålskärna, två tunna koaxer i u-form som går ut på samma sida. Det måste vara flödeskopplat (flux) mellan "spolarna". Om man ska försöka sig på att linda en sådan på en toroid så måste väl rimligtvis båda spolarna lindas i samma riktning, sedan får man komma ihåg fasvändningen på den översta spolen :)
     
  13. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Har nu testat med färre varv. Det gick inte och få till 2*3 varv, tråden räckte inte till, men 2*2 på FT114-43 kärna gick utmärkt.

    VNA-1.jpg är uppmätt CM-dämpning för en enkel 1:1 kärna och VNA-2.jpg en 4:1 dito.

    Den minskade induktansen syns tydligt som en minskad CM-dämpning för båda kopplingarna. Enligt mini-ring-calc så har en spole på 4 varv på denna kärna endast runt 7 uH medans 7 varv ger 21 uH. Det är nog inte någon bra idé att reducera varvtalet, snarare kanske man ska försöka kränga på 2 * 4 varv och få en induktans på 27uH.
     

    Attached Files:

    Last edited: Feb 1, 2013
  14. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    7µH är lite väl lågt.
    Jag tror att din balun var bara som den var.
    Om man vill bättra på CM-dämpningen så kan man ju alltid koppla en 1:1-choke i serie med sin 4:1-balun.
    Då kan man optimera högfrekvensegenskaperna hos 4:1-balunen men ändå få tillräcklig CM-dämpning på låga frekvenser.

    En ny fråga....
    Klarar en 1:1 choke bättre att jobba med "felaktiga" impedanser jämfört med en 4:1 Guanellabalun?

    /Micke
     
  15. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Det är en god idé, jag har sett det föreslås från annat håll också.


    Det är det sista påståendet.
    Ett sätt är väl att rigga en belastning med både resistiva och reaktiva egenskaper och sedan mäta vad som uppträder på lågohmiga porten.

    Frågan som gnager mitt sinne är hur man konstruerar en bra last som simulerar detta?
     
  16. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Skulle det vara tillräckligt att ta SWR/reaktans kurvor för:

    Resistiv last:
    50 / 200 / 800 Ohm

    Reaktivt (reaktans vid 15 MHz)
    +- 100 / 400 Ohm i serie med lämplig serieresistans


    Vill reducera ned antalet mätningar till så få som möjligt.
     
  17. JanneG

    JanneG Well-Known Member

  18. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Janne,
    Jag kan inte se att VK1OD hänvisar till just denna "förbättrde" balun som Trask skriver om.
    I övrigt anser även jag att en 4:1 Guanella ska lindas på två kärnor.

    /Micke
     
  19. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Vid ren resistiv last ska i alla fall SWR vara konstant över ett så stort frekvensområde som möjligt.
    Om man sedan kombinerar detta med en reaktiv del så blir det hela frekvensberoende och mycket komplicerat misstänker jag.

    Kolla denna test http://www.google.se/url?q=http://nr4c.net/dev/images/Elecraft%2520BL2%2520comparason.pdf&sa=U&ei=j-4MUdXnMcj14QSQ3IHIDQ&ved=0CCMQFjAE&usg=AFQjCNFNNvlWFP44NSlHIBbfdM3bQkv7fg

    /Micke
     
  20. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Jo resistiv belastning är intressant, så man ser att balunen behåller sina egenskaper även vid sned belastning.

    "Fundamentalister" förkastar alla former av kopplingen: Rig -> Match -> Balun -> Antenn. Bl.a med argumentet att balunerna inte kan arbeta under reaktiv last och att endast en "äkta" balanserad match helst med linkkoppling kan komma i fråga!

    Det var syftet med det tredje påståendet och vad jag vill åstadkomma är en test som antingen vederlägger Fundamentalisterna eller mitt påstående så att man kan gå vidare och ägna sig åt det roliga - att bygga antenner;)

    Jag tror att dessa spänningsbaluner som cirkulerat runt i årtionden har gett alla baluner dåligt rykte, har själv byggt ett flertal och blivit besviken på hur de fungerar. För många har då den balanserade matchen blivit lösningen och man har missat att strömbalunerna klarar av arbetet hyfsat och är en i många fall praktisk lösning.
     
    Last edited: Feb 2, 2013
    1 person likes this.

Share This Page