Balun 4:1, kontroller efter tillverkning

Markus.Nilsson

Well-Known Member
Jag har gjort en 4:1 spänningsbalun för att använda med en Longwire antenn som annars är svår att anpassa med avstämningsenheten.

När jag lånade en SWR-mätare fick jag nedanstående tabell, med en konstlast på 220 ohm på antennsidan. Kan jag tolka dom här resultaten som att min Balun är korrekt gjord och transformerar 4:1 så gott som från 80m bandet?

1665602830496.png

SWR med 220ohm konstlast

1665602951460.png

 
Om man utgår ifrån att det översta diagrammet visar inimpedansen som serieekvivalenter eller R + jX med realdel till vänster och imaginärdel till höger så framgår det att realdelen sjunker dramatiskt under c:a 5 MHz och imaginärdelen också ökar snabbt och går igenom ett maximum vid denna frekvens.

Detta tyder på att transformatorn inte är korrekt dimensionerad;
magnetiseringsinduktansen är för låg. I sin tur beror det på för få varv i lindningarna,
olämpligt kärnmaterial eller en kombination, den transformerar 1:4 först från runt 8-10 MHz och uppåt. Det framgår inte hur transformatorn är gjord, så det blir svårt att peka på en orsak.

En 1:4 spänningsbalun är i princip en autotransformator, med två seriekopplade lindningar.
När det är för liten induktans i lindningarna kommer den största delen av strömmen i primärlindningen att vilja flyta genom magnetiseringsinduktansen i stället för att transformeras över till den andra lindningen.

1665608403621.png

Magnetiseringsinduktansen ska helst motsvara en reaktans av minst fyra gånger inimpedansen, alltså minst +j 200 ohm eller 10 µH för att man ska kunna börja
bortse från den vid den lägsta arbetsfrekvensen.

När en järnpulverkärna med µi = 10 används går det åt c:a 30 varv för att komma upp i den induktansen, vilket kan leda till andra problem vid höga frekvenser.
Ferritkärnor med högre µi kräver färre varv, men kärnmaterialet behöver då väljas "med smak" med hänsyn till kärnförlusterna och risken för mättning.
 
Jag har gjort balunen efter den här ritningen, med 16 varv på en T106-2 ferritkärna.

Lyckades hitta en ferrit, FT-140-43, skulle jag använda den istället?

1665636266285.png
 
T106-2 är ingen ferritkärna, utan en järnpulverkärna.
Alltför många amatörer har inte skillnaden mellan ferrit och järnpulver klart för sig.

FT-140-43 har µi = 850 vilket ger en mycket högre induktans, men större
förluster och risken för att resonanser uppstår i lindningarna vid högre frekvenser.

En mer lämplig kärna skulle vara 4C6 eller 61 material med µi = 125.
 
Trots det, dvs att många använder järnpulver till bredbandstranformatorer.
Dvs kärnor av typen, T100-2 eller T200-2 röda från Amidon,
så används dessa i baluner i väldigt många byggbeskrivningar , Googla på "DIY balun" och över hälften (uppskattningsvis) använder järnpulver, även så i ARR handboken, och ARRL-tidningar.
Järnpulver ger däremot utmärkta avstämda kretsar och lågpssfilter.

SM4FPD
 
Jag har gjort en 4:1 spänningsbalun för att använda med en Longwire
Du borde koppla den som en Unun, inte som en Balun. Byt plats på mittledare och skärm.
Som AOM skriver så är en -61 kärna lämpligt men om du ändå har en -43 så använd den.
2x4 varv blir bra om du siktar på 80m som lägsta band.
Själv kör jag med 2x5 varv för att få förbättrad prestanda på 160m.
 

Attachments

  • 1to4 Unun.jpg
    1to4 Unun.jpg
    405,3 KB · Views: 10
Last edited:
Trots det, dvs att många använder järnpulver till bredbandstranformatorer.
Javisst är det konstigt:eek:

Vissa konstruktioner har så låg induktans att det nästan kan jämföras med med en kortslutning på låga frekvenser.
Ändå hävdar folk att "det fungerar bra" utan att kunna presentera några mätningar.
 
Finns ju till och med luftlindade baluner, med tio varv eller så.
Funkar bra, ja man får ju kontakt med andra radioamatörer och då måste ju baluen vara bra.....
Men det skulle troligen gå lika, eller bättre utan balun då.

SM4FPD
 
Tack för förklaringen! Jag har gjort en ny med en FT140-43 och gjort samma mätningar med 220ohm konstlast, resultatet är nedan. Är detta resultat man kan vänta sig? och är dom bättre än med järnpulverkärnan? Den ser åtminstone ut att transformera jämnare över ett större band, även på 80m.

1665678267491.png

1665677940605.png

1665678382957.png
 
Det här är ungefär vad man kan vänta sig.

När man med "artistens syn" mentalt plottar impedansens realdel och imaginärdel
i Smith-diagrammet så ser man att missanpassningen kan försummas i det stora hela.

Nu uppstår nästa fråga; hur kommer kärnan att uppskatta att arbeta
in i den kraftigt missanpassade last som en "long-wire" utgör i ett stort
frekvensintervall?

Om man nu betraktar antennens matningsimpedans i Smith-diagrammet så finner
man att endast få punkter faller inom 3:1 SWR-cirkeln i frekvensområdet 3-14 MHz.

1665680751219.png


När impedansens belopp blir stort, alltså till höger i diagrammet, ökar påfrestningarna på kärnan. Det är av den orsaken som man gärna avråder från att sätta transformatorer på utgången av en "tuner".
 
är dom bättre än med järnpulverkärnan?
Du får större bandbredd med ferrit.
Järnpulver fungerar också men på bekostnad av att du måste linda flera varv för att uppnå samma induktans.
För att din T106-2 ska få likvärdiga egenskaper som din FT140-43 måste du linda den med 2x27 varv.
Problemet blir då oftast att man förlorar högfrekvensegenskaperna.
AOM har ju förklarat detta med magnetiseringsinduktansen.
 
Back
Top