Balunens kärna

SA7ELF

Well-Known Member
OK, så alla strömbaluner har CM-dämpning där bl.a. kärnans material och antalet varv påverkar graden av dämpning?

Är anledningen till att Ruthroff är en spänningsbalun att den endast har en kärna och kan man därmed anta att alla baluner som endast består av en toroid är spänningsbaluner eller är det snarare sättet man lindar de olika lindningarna på som avgör det? Jag har sett en hel del exotiska lindningar när jag försökt förstå mig på det här.

När jag använder olika kalkylatorer på nätet för att räkna på min balun så verkar det som att med samma antal lindningar så kommer kärnmaterial 14 ge avsevärt högre induktans och (antar jag) därmed högre dämpning av CM-strömmar. Jag misstänker att OM antennen är väldigt obalanserad så kommer jag ha mer energi som avges i form av värme i toroiden än om antennen är väldigt välavstämd.

Hur är det med impedansen i lindningarna? Någon menade på att man måste använda teflonisolerad koppartråd... när jag försökte begripa mig på det här med impedans mellan paralella ledare verkar avståndet emellan ledarna vilket i mitt fall kommer bestämmas till viss del av tjockleken på lackisoleringen avgöra om man hamnar på 100 Ohm eller inte vilket tydligen ska vara det man bör sträva efter.

För en som inte läst el i skolan utan är självlärd ter sig mycket av det här ganska obegripligt.
 

SM0UAN

Well-Known Member
Jag vet inte om det finns så mycket mer att säga, och inte vill jag introducera nån polemik här heller, men:

Bal-Un trodde jag var fråga om att anpassa obalanserat mot balanserat (symmetriskt) åt endera hållet, eller tvärtom, medan Un-Un (och, troligen Bal-Bal) är nån form av impedansanpassning mellan två sinsemellan likadana system (balanserat eller obalanserat). Trodde jag alltså. Efter att ha försökt läsa lite av allt som finns, är bilden inte klarare direkt.

Och "common mode" är väl ett uttryck som handlar om störningar i båda branscherna av en symmetriskt ledare, medan mantelströmmar i utsidan av en koax väl endast med tvekan är ett sådant fenomen? Eller räknar man mantelströmmar som "common mode"? Troligen är jag lite fyrkantig i huvudet när jag önskar lite mer tydlig logik i det hela :)
 

SM0AOM

Well-Known Member
Eller räknar man mantelströmmar som "common mode"
I ett system som konverterar mellan balanserat och obalanserat får mantelströmmar sina ursprung i CM-strömmar.

Detta inser man ifall man applicerar Kirchhoffs strömlag på systemet; när
man har exakt lika stora och motriktade strömmar i de balanserade ledarna så finns det ingen ström över till CM-strömmar, och därmed inte heller till några mantelströmmar.

Ett villkor för att få "perfekt" balans i det balanserade gränssnittet är att CM-impedansen är storleksordningar större än impedansen hos den balanserade lasten, i teorin oändligt stor.
 

SM0KBW

Well-Known Member
Angående lindningarna i en 1:4 Guanella så ska trådparet i var gren ha impedansen sqr(z1*z2), det så kallade geometriska medelvärdet om jag minns rätt.

För ett 50 till 200 Ohms system blir det då sqr(50*200) = 100 Ohm. Du ska ha trådar som ger den impedansen när de ligger bredvid varandra. För att nå det behövs ett litet avstånd mellan ledningarna, vilket i sin tur innebär tunn isolering.

Teflon är så vitt jag vet det material som är bäst när det gäller isolationsförmåga och du kan alltså ha en tråd som har tunn isolering och ändå ha god spänningstålighet.
 

SM0GLD

Vänsterhänt
Av denna anledning har jag beställt ett gäng T120-2 och T130-14 för att jämföra med min nanoVNA.
Oandvändbart i dessa sammanhang. Dessa järnpulverkärnor kan användas som induktanser i avstämta kretsar men inte i strömbaluner.
Strömbaluner av olika slag tillverkas av ferritkärnor för att med få varv kunna nå en hög induktans som behövs för god CM undertryckning.
Tyvärr finns det massor med konstruktioner på nätet som använder järnpulver typ2 (röd) utan att specificera dom för konstruktionen kritiska parametrarna. "Det funkar bra" räcker inte som bevis för en sund konstruktion.
 

SA7ELF

Well-Known Member
Så vad kommer mätningarna säga på mina två val av kärnmaterial påvisa? Kommer det fortf transformera impedans med förhållande nära 4:1 eller kommer det inte ens att ligga i närheten? Som jag har förstått det kan man bygga luftlindat och i så fall borde valet av kärnmaterial till större del påverka andra egenskaper.

Enligt tillverkaren är mix 2 "standard" i RF-sammanhang och användbart upp till ca 40 MHz. Mix 14 ska ha högre permeabilitet och inte vara lika lämpligt för högre frekvenser, därav mina två val. Jag ska endast hålla mig till 80-meters-bandet.

Mix 2

Mix 14
 

SA0BJL

Well-Known Member
Jag misstänker att OM antennen är väldigt obalanserad så kommer jag ha mer energi som avges i form av värme i toroiden än om antennen är väldigt välavstämd.
Hej!

När man säger obalanserad så tänker man på den elektriska symmetrin i antennsystemet, där ett obalanserat system leder till att det går common mode strömmar med diverse problem som följd, t.ex. störningar eller att strålningsdiagrammet hos antennen blir annat än det förväntade.

När man säger välavstämd så tänker man på impedansanpassning, där dålig impedansanpassning leder till förluster i matarledningen.

Det är två olika saker och det blir förvirrande om man använder dem som om det vore samma sak. Jag har nyligen haft en diskussion kring begreppsförvirringen mellan balans och anpassning och det fick mig att ta fram och läsa om delar av ARRL Antenna Book. Kapitlen 24-26 (jag har 21st edition) är en bra beskrivning av vad obalans är, vilka problem det medför och hur man åtgärdar dem, olika typer av baluner och deras för och nackdelar.

73
Lars, BJL
 

SM0KBW

Well-Known Member
Enkelt uttryckt så är det induktansen hos lindningarna som avgör lägsta frekvens för Guanella-balunen, trådparets längd avgör å andra sidan den högsta frekvens som balunen fungerar vid.

Du vill alltså ha så hög induktans som möjligt med så få varv som möjligt. Därför använder man ferritmaterial i kärnorna.

Naturligtvis kan du använda järnpulver eller t o m luftlindat men det sker på bekostnad av användbart frekvens område.
 

SA7ELF

Well-Known Member
Hej!

När man säger obalanserad så tänker man på den elektriska symmetrin i antennsystemet, där ett obalanserat system leder till att det går common mode strömmar med diverse problem som följd, t.ex. störningar eller att strålningsdiagrammet hos antennen blir annat än det förväntade.

När man säger välavstämd så tänker man på impedansanpassning, där dålig impedansanpassning leder till förluster i matarledningen.

Det är två olika saker och det blir förvirrande om man använder dem som om det vore samma sak. Jag har nyligen haft en diskussion kring begreppsförvirringen mellan balans och anpassning och det fick mig att ta fram och läsa om delar av ARRL Antenna Book. Kapitlen 24-26 (jag har 21st edition) är en bra beskrivning av vad obalans är, vilka problem det medför och hur man åtgärdar dem, olika typer av baluner och deras för och nackdelar.

73
Lars, BJL
I mitt fall var det verkligen den elektriska symmetrin som åsyftades men det kan lätt bli rörigt så jag uppskattar påpekandet. Det är viktigt att man använder korrekta termer så att svaren stämmer överrens med frågeställningen.
 

SA7ELF

Well-Known Member
Enkelt uttryckt så är det induktansen hos lindningarna som avgör lägsta frekvens för Guanella-balunen, trådparets längd avgör å andra sidan den högsta frekvens som balunen fungerar vid.

Du vill alltså ha så hög induktans som möjligt med så få varv som möjligt. Därför använder man ferritmaterial i kärnorna.

Naturligtvis kan du använda järnpulver eller t o m luftlindat men det sker på bekostnad av användbart frekvens område.
Mycket bra förklarat! Jag har planerat att linda på ca 2m tråd eller 55 varv och mäta och jämföra. Nu förstår jag att jag antagligen kommer få ett större användbart frekvensområde om jag har färre varv och kortare tråd till kostnad av lägre dämpning av CM-strömmar. Är det korrekt uppfattat?
 

SM0GLD

Vänsterhänt
Jag ska endast hålla mig till 80-meters-bandet.
Ett exempel:
En "typisk" 1:1 balun (choke) lindad på en ferritkärna av typ 43 material med 8varv koaxkabel ger 48µH, Xl vid 3,5MHz = 1 kohm
För att uppnå denna induktans på en typ 2 kärna krävs det 66varv med samma koax men det får ju inte plats på din kärna.
Man kan givetvis tillverka en sådan balun med lackad koppartråd i stället för koax alternativt använda en tvåledarkabel med lämplig isolering.
 

SM0KBW

Well-Known Member
Som Micke säger så gäller det sambandet för en enkel choke. I en 4:1 Guanella är det i princip 2 enkla chokar som arbetar i "motfas" när det gäller CM strömmar. Det är det som ger deras högre CM dämpning jämfört med andra baluner.
 

SM5DFF

Well-Known Member
SA0BJL skrev ett bra inlägg där han betonar betydelsen av att använda korrekta begrepp för att diskussionen ska bli fruktbar. Han har också gjort det jag tidigare har rekommenderat, gått till en pålitlig litteraturkälla för att skaffa sig grundkunskaperna. Förståelse erövras inte genom att kasta ut en gissning och undra vad andra tycker om den. Ham.se-forumet innehåller mycket publicerad kunskap men det gäller att söka den i trådarna för att finna vad man vill veta..

Lennart www.sm5dff.st/baluntransformatorer.htm
 

SM0GLD

Vänsterhänt
SA7ELF återstartade denna tråd med inlägg #119
Många frågor har nu ställts men jag är inte helt säker på att allt har besvarats med önskvärd tydlighet.
Begreppsförvirringen tycks vara stor vad det gäller definitionen av dessa lindade transformatorer som vi kallar balun, unun, choke osv.
Likaså var när och hur man använder dessa.

Det är svårt att "rita och berätta" i ett forum men jag tror ändå att det skulle behövas en grundläggande handbok i ämnet.
Sådana böcker finns ju att tillgå på nätet och i bokhandeln men oftast är dessa skrivna på ett sätt som förutsätter att läsaren har tillräcklig grundkunskap för att förstå det som skrivs vilket inte alltid är självklart.

Jag ser att frågor om baluner återkommer väldigt ofta och för att kunna besvara dessa frågor här i forumet bör vi ta en fråga i taget tills dess att frågeställaren är nöjd.

Kanske vore det på sin plats att vi startar en ny tråd med definitoner av dessa lindade produkter.
 
Top