Jag är osäker på ifall CM-impedanser är applicerbart i mitt fall. Som jag förstått det uppstår common mode-signaler när man har obalans i systemet. Med min dubbla gamma-match så är matchningen i stort sett 100-procentig. Jag har noll CM-signaler så det jag vill uppnå är endast konvertering från den obalanserade koaxen till den balanserade matningen av antennen.
Hur mäta korrekt på en unun/balun med nanovna?
- Thread starter SA7ELF
- Start date
SM0AOM
Well-Known Member
Så fort man matar en balanserad last från en obalanserad generator eller matarledning så uppstår CM-strömmar, som kan vara
större eller mindre. I gränsfallet en ideal strömbalun eller oändlig CM-impedans blir CM-strömmen = 0.
Därför bör CM-impedansen vara så stor som möjligt.
Detta förstår man om fallet CM-impedansen = 0 analyseras; då kommer strömmen som kommer ut ur kabelns mittledare att flyta till den ena klämman hos lasten och från den andra direkt till jord via parallellkopplingen av kabelns insida och utsida. Då kommer denna klämma aldrig
att få någon potential gentemot jord, vilken är eb av definitionerna av "balans"; när den ena klämman har en + potential mot jord i ett givet ögonblick har den andra en lika stor - potential.
När CM-impedansen är mycket stor eller oändlig så kommer strömmen som flyter in i den ena klämman att fortfarande motsvaras av en precis lika stor ström som flyter ut ur den andra, men nu finns det ingen extra väg till jord från den klämman.
Nu så uppstår den önskade - potentialen hos den andra klämman, eftersom hela strömmen nu måste ta vägen genom kabelns insida i stället för att delas mellan insida och utsida. I serie med kabelns utsida sitter CM-impedansen och när den går mot oändligheten så tvingas till sist all ström att flyta in tillbaks till kabeln inre.
Det hår år en konsekvens av Kirchhoffs strömlag, vilken i sin tur är "Elkrets A" och något som varje radioamatör bör kunna.
större eller mindre. I gränsfallet en ideal strömbalun eller oändlig CM-impedans blir CM-strömmen = 0.
Därför bör CM-impedansen vara så stor som möjligt.
Detta förstår man om fallet CM-impedansen = 0 analyseras; då kommer strömmen som kommer ut ur kabelns mittledare att flyta till den ena klämman hos lasten och från den andra direkt till jord via parallellkopplingen av kabelns insida och utsida. Då kommer denna klämma aldrig
att få någon potential gentemot jord, vilken är eb av definitionerna av "balans"; när den ena klämman har en + potential mot jord i ett givet ögonblick har den andra en lika stor - potential.
När CM-impedansen är mycket stor eller oändlig så kommer strömmen som flyter in i den ena klämman att fortfarande motsvaras av en precis lika stor ström som flyter ut ur den andra, men nu finns det ingen extra väg till jord från den klämman.
Nu så uppstår den önskade - potentialen hos den andra klämman, eftersom hela strömmen nu måste ta vägen genom kabelns insida i stället för att delas mellan insida och utsida. I serie med kabelns utsida sitter CM-impedansen och när den går mot oändligheten så tvingas till sist all ström att flyta in tillbaks till kabeln inre.
Det hår år en konsekvens av Kirchhoffs strömlag, vilken i sin tur är "Elkrets A" och något som varje radioamatör bör kunna.
Lite generellt brukar ju beskrivningen av energitransport i en koaxialkabel gå ut på att fälten och -trodde jag- strömmarna håller sig på insidan av kabeln. Givet, antar jag, att anpassning föreligger generator>kabel>last. Vad är det då som driver strömmen på utsidan av manteln? Fördelningen mellan in- och utsida är väl knappast "lika", utan drivs kanske av hur fältet på utsidan tillåts växa till. Är det då missanpassning och/eller obalans som gör att strömmar drivs även på utsidan? Hoppas TS ursäktar trådkapningen, men det känns relevant i sammanhanget. Om man nu har en situation med riktig anpassning hela vägen, men ändå vill ha en äkta galvanisk åtskillnad mellan matning och last, så är det väl inte en CM-drossel som erfordras?
SM0AOM
Well-Known Member
Det är skineffekten som gör det möjligt för olika strömvägar att existera
på insidan resp. utsidan av en koaxialkabel, och detta är helt oberoende av ifall det råder anpassning eller inte.
Vid änden av kabeln är insida och utsida hopkopplade, och det är relationen mellan den impedans som uppvisas i kabeländen, lastimpedansen och CM-impedansen som finns i serie med kabelns utsida vilken avgör hur stor CM- eller "mantelström" som flyter vid en given potentialskillnad mot jord hos den klämma som skärmen är ansluten till.
Finns det ingen potentialskillnad, alltså en fullständigt obalanserad last, så kommer det inte att kunna flyta någon CM-ström, utan all ström flyter på insidan av skärmen.
Det fall man vill motverka genom att använda en "balun" är det som uppstår när man driver en balanserad last, t.ex. en dipol, från en obalanserad matarledning. Då får båda lastens klämmor en potentialskillnad mot "jord" eller "nollpotential", och då uppstår möjligheten till CM-strömmar.
När CM-impedansen blir tillräckligt hög så hindrar den strömmarna på utsidan fullständigt, och tvingar dem att gå på insidan istället. Man har då skapat en "strömbalun".
En ideal flödeskopplad transformator utgör även en ideal strömbalun, eftersom den teoretiskt sett får en oändlig CM-impedans. Detta beror på att primär- och sekundärlindningarna inte ska ha något annat samröre än via den magnetiska kretsen. I praktiken får man dock räkna med kapacitansen mellan lindningarna, men på lägre frekvenser kan CM-impedansen uppgå till 10-tals eller 100-tals kohm.
Anser man av andra skäl att galvanisk separation behövs, finns ingen annan lösning än en flödeskopplad transformator som kan vara luftlindad eller ha någon form av kärna. För att få till tillräcklig magnetiseringsinduktans i en luftlindad transformator krävs det ganska många varv, vilket i sin tur orsakar parasitresonanser, eller också att göra den avstämd.
I princip är balunverkan oberoende på om den är galvaniskt avskild eller inte, men det är mycket svårare att realisera hög CM-impedans i ett stort frekvensområde när galvanisk isolering inte finns.
Detta gör den stegmatade och link-kopplade dipolantennen till en överlägsen lösning när man vill undvika EMC-relaterade problem orsakade av mantelströmmar och liknande.
på insidan resp. utsidan av en koaxialkabel, och detta är helt oberoende av ifall det råder anpassning eller inte.
Vid änden av kabeln är insida och utsida hopkopplade, och det är relationen mellan den impedans som uppvisas i kabeländen, lastimpedansen och CM-impedansen som finns i serie med kabelns utsida vilken avgör hur stor CM- eller "mantelström" som flyter vid en given potentialskillnad mot jord hos den klämma som skärmen är ansluten till.
Finns det ingen potentialskillnad, alltså en fullständigt obalanserad last, så kommer det inte att kunna flyta någon CM-ström, utan all ström flyter på insidan av skärmen.
Det fall man vill motverka genom att använda en "balun" är det som uppstår när man driver en balanserad last, t.ex. en dipol, från en obalanserad matarledning. Då får båda lastens klämmor en potentialskillnad mot "jord" eller "nollpotential", och då uppstår möjligheten till CM-strömmar.
När CM-impedansen blir tillräckligt hög så hindrar den strömmarna på utsidan fullständigt, och tvingar dem att gå på insidan istället. Man har då skapat en "strömbalun".
En ideal flödeskopplad transformator utgör även en ideal strömbalun, eftersom den teoretiskt sett får en oändlig CM-impedans. Detta beror på att primär- och sekundärlindningarna inte ska ha något annat samröre än via den magnetiska kretsen. I praktiken får man dock räkna med kapacitansen mellan lindningarna, men på lägre frekvenser kan CM-impedansen uppgå till 10-tals eller 100-tals kohm.
Anser man av andra skäl att galvanisk separation behövs, finns ingen annan lösning än en flödeskopplad transformator som kan vara luftlindad eller ha någon form av kärna. För att få till tillräcklig magnetiseringsinduktans i en luftlindad transformator krävs det ganska många varv, vilket i sin tur orsakar parasitresonanser, eller också att göra den avstämd.
I princip är balunverkan oberoende på om den är galvaniskt avskild eller inte, men det är mycket svårare att realisera hög CM-impedans i ett stort frekvensområde när galvanisk isolering inte finns.
Detta gör den stegmatade och link-kopplade dipolantennen till en överlägsen lösning när man vill undvika EMC-relaterade problem orsakade av mantelströmmar och liknande.
Last edited:
SM0GLD
Vänsterhänt
En vanlig transformator med hög kopplingsfaktor lindad för att nedbringa läckinduktansen får då istället en hög kapacitans mellan lindningarna.
Här ser vi transformatorn med sina kapacitanser som följd av parallella och kanske tvinnade trådar.
CM-strömmarna kommer att flyta genom dessa kapacitanser om man inte hindrar det flödet.
Genom att införa en CM-impedans i serie kan man lätt motverka effekten av dessa "små" kapacitanser.
Man bör alltså kombinera sin transformator med en lämplig CM-drossel.
Här ser vi transformatorn med sina kapacitanser som följd av parallella och kanske tvinnade trådar.
CM-strömmarna kommer att flyta genom dessa kapacitanser om man inte hindrar det flödet.
Genom att införa en CM-impedans i serie kan man lätt motverka effekten av dessa "små" kapacitanser.
Man bör alltså kombinera sin transformator med en lämplig CM-drossel.
Nu har jag lindat två ferrit-kärnor bifilärt och kopplat dom precis som mina tidigare järnpulver-kärnor back-to-back. Det blev ca 15 varv på varje (smått å pilligt så jag kan ha räknat fel) men mätningen ser riktigt bra ut. Vid ca 1.8MHz har jag en förlust på knappt 0.16dB vilket ska delas på två eftersom det är två transformatorer så genomgångsdämpningen är i stort sett försumbar. Nu ska jag bara se ifall jag kan lyckas få till ungefär samma värden vid ca 20MHz istället.
SM0GLD
Vänsterhänt
Varför back-to-back?
Är det 1:1 eller 1:4 transformatorer?
Obsevera att du får dubbla läckinduktansen med två transformatorer i serie.
Back-to-back är pga att det är enda sättet att mäta då S11 och S21 har samma jord. Jag är inte helt med på vad läckinduktans är för något eller hur den påverkar mina mätvärden men detta verkar vara ett vedertaget sätt att mäta på.
Just nu är det 1:1 men Guanellan jag gjorde igår var 4:1 men den tror jag inte var galvaniskt skild. Dagens experiment är helt galvaniskt separerat och ser mycket lovande ut. Jag ska försöka linda av några var och mäta igen imorgon samt linda på FT50-61 för att se hur det påverkar. Material 43 har permeabilitet på 800 och material 61 ligger på 125
Just nu är det 1:1 men Guanellan jag gjorde igår var 4:1 men den tror jag inte var galvaniskt skild. Dagens experiment är helt galvaniskt separerat och ser mycket lovande ut. Jag ska försöka linda av några var och mäta igen imorgon samt linda på FT50-61 för att se hur det påverkar. Material 43 har permeabilitet på 800 och material 61 ligger på 125
SM0GLD
Vänsterhänt
Läckinduktans uppträder som en induktans i serie med din transformator.
Läckinduktansen uppstår då en del av flödet i kärnan inte kopplas över till "andra sidan"
Det är alltså en del fältlinjer som ger sig iväg ut ur kärnan och på det sättet går förlorade.
Läckinduktansen kan du mäta genom att kortsluta en lindning och mäta induktansen hos den andra lindningen.
Med 100% koppling mellan lindningarna blir då induktansen = 0 men du har aldrig 100% koppling i en transformator.
Den kvarvarande induktansen är då = Läckinduktansen.
Denna induktans påverkar i första hand högfrekvensegenskaperna hos din transformator.
SM0AOM
Well-Known Member
Den mätuppkoppling säger inte något som helst om transformatorn
har någon balunverkan eller inte, utan endast genomgångsegenskaperna.
Även med en CM-impedans nära 0 så blir det ingen skillnad.
Det enda sättet att få reda på om transformatorn har någon verkan för att omvandla mellan "obalanserat" och "balanserat" är att mäta upp både fas och amplitud hos spänningarna mellan lastens två klämmor och "jord".
En ideal balun ger lika stora amplituder genemot "jord" eller "nollpunkten" som ska vara 1/2 av den som finns på ingången, och med en fasskillnad på exakt 180 grader.
Förr gjorde man sådant med ett dubbelstråleoscilloskop med högohmiga probar eller ännu hellre en vektorvoltmeter. Om man vet vad man gör så kan man göra sådana mätningar med en VNA som visar amplitud och fas hos S21, men det kräver att man kalibrerar bort den parallellresistans som ingången hos VNA:n motsvarar. I HF-området klarar man nog sig med ett seriemotstånd som kalibreras bort innan mätningen.
Jag skulle varmt rekommendera att TS noga läser igenom avsnitten 4.3 och framåt i KonCEPT-boken, vilka behandlar funktionerna hos och karaktäriseringen av balanserade resp. obalanserade anslutningar.
Detta kapitel är skrivet av folk som vet vad de talar om, civilingenjörer och högskolelärare och är bland det bättre som skrivits på svenska.
Lite mångordigt jämfört med den stringenta och ytterst sparsmakade framställningen i E T Glas "Ledningar och antenner" eller Folke Strandéns antennkapitel i Ingenjörshandboken del 3.
har någon balunverkan eller inte, utan endast genomgångsegenskaperna.
Även med en CM-impedans nära 0 så blir det ingen skillnad.
Det enda sättet att få reda på om transformatorn har någon verkan för att omvandla mellan "obalanserat" och "balanserat" är att mäta upp både fas och amplitud hos spänningarna mellan lastens två klämmor och "jord".
En ideal balun ger lika stora amplituder genemot "jord" eller "nollpunkten" som ska vara 1/2 av den som finns på ingången, och med en fasskillnad på exakt 180 grader.
Förr gjorde man sådant med ett dubbelstråleoscilloskop med högohmiga probar eller ännu hellre en vektorvoltmeter. Om man vet vad man gör så kan man göra sådana mätningar med en VNA som visar amplitud och fas hos S21, men det kräver att man kalibrerar bort den parallellresistans som ingången hos VNA:n motsvarar. I HF-området klarar man nog sig med ett seriemotstånd som kalibreras bort innan mätningen.
Jag skulle varmt rekommendera att TS noga läser igenom avsnitten 4.3 och framåt i KonCEPT-boken, vilka behandlar funktionerna hos och karaktäriseringen av balanserade resp. obalanserade anslutningar.
Detta kapitel är skrivet av folk som vet vad de talar om, civilingenjörer och högskolelärare och är bland det bättre som skrivits på svenska.
Lite mångordigt jämfört med den stringenta och ytterst sparsmakade framställningen i E T Glas "Ledningar och antenner" eller Folke Strandéns antennkapitel i Ingenjörshandboken del 3.
SM0AOM
Well-Known Member
G0HZU vilken är en mycket erfaren RF-ingenjör som till "vardags" konstruerar matchningsnät för bredbandsförstärkare
i UHF och mikrovågsområdena har berört problematiken att karaktärisera baluner på ett bra sätt i ett annat forum.
Det finns inga "genvägar" i detta, utan man måste avgöra dels genomgångsförluster, samt obalans i både amplitud och fas
för att korrekt kunna beskriva en "balun".
Saken kompliceras av att TS envisas med att vilja ha galvanisk isolering mellan primär och sekundärsida, och då
kommer frågor som läckinduktanser in i bilden. När det finns en läckinduktans kommer egenskaperna på högre frekvenser
att påverkas påtagligt.
Dels måste man ha en uppfattning av hur stor genomgångsförlusten blir vilken orsakas av serieinduktansen
i serie med utgångsklämmorna, och dels behöver man ta reda på hur stor obalansen i både amplitud och fas blir mellan utgångsklämmorna, eftersom det avgör om det kommer att bli någon balunverkan eller inte.
Dessvärre finns det inget enkelt sätt med en NanoVNA att mäta upp detta, eftersom man ska mäta S21 mellan ingångsklämman som är 50 ohm, och var och en av utgångsklämmorna som är 25 ohm var. Kopplar man in en VNA direkt blir det en missanpassning och felvisning genom skillnaden mellan impedansnivåerna.
Om dessa skillnader kalibreras bort går det att direkt avgöra skillnaderna mellan
grenarna i både amplitud och fas hos S21. Samma sak kan man i och för sig göra med en signalkälla, ett dubbelstråleoscilloskop eller ännu hellre en vektorvoltmeter, men det har en del inneboende felkällor, främst strökapacitanser.
G0HZU använder en approximativ formel för att avgöra CM-undertryckningen CMRR i en balun, grundat på mätning av fasobalans resp. amplitudobalans;
CMRR = (2+amplitudskillnaden)/roten(amplitudskillnaden^2+fasskillnaden^2)
Amplitudskillnaderna uttrycks i linjära mått, och fasskillnaderna i bågmått (radianer).
Med ett sifferexempel insatt:
amplitudskillnad mellan klämmorna 1 dB eller 0,06 och fasskillnad 5 grader från den teoretiska, alltså 185 eller 175 grader.
Då blir CM-undertryckningen 14 gånger eller 23 dB
Genom att prova olika värden ser man att ett fasfel har relativt litet inflytande, medan ett amplitudfel har mycket större betydelse.
i UHF och mikrovågsområdena har berört problematiken att karaktärisera baluner på ett bra sätt i ett annat forum.
Det finns inga "genvägar" i detta, utan man måste avgöra dels genomgångsförluster, samt obalans i både amplitud och fas
för att korrekt kunna beskriva en "balun".
Saken kompliceras av att TS envisas med att vilja ha galvanisk isolering mellan primär och sekundärsida, och då
kommer frågor som läckinduktanser in i bilden. När det finns en läckinduktans kommer egenskaperna på högre frekvenser
att påverkas påtagligt.
Dels måste man ha en uppfattning av hur stor genomgångsförlusten blir vilken orsakas av serieinduktansen
i serie med utgångsklämmorna, och dels behöver man ta reda på hur stor obalansen i både amplitud och fas blir mellan utgångsklämmorna, eftersom det avgör om det kommer att bli någon balunverkan eller inte.
Dessvärre finns det inget enkelt sätt med en NanoVNA att mäta upp detta, eftersom man ska mäta S21 mellan ingångsklämman som är 50 ohm, och var och en av utgångsklämmorna som är 25 ohm var. Kopplar man in en VNA direkt blir det en missanpassning och felvisning genom skillnaden mellan impedansnivåerna.
Om dessa skillnader kalibreras bort går det att direkt avgöra skillnaderna mellan
grenarna i både amplitud och fas hos S21. Samma sak kan man i och för sig göra med en signalkälla, ett dubbelstråleoscilloskop eller ännu hellre en vektorvoltmeter, men det har en del inneboende felkällor, främst strökapacitanser.
G0HZU använder en approximativ formel för att avgöra CM-undertryckningen CMRR i en balun, grundat på mätning av fasobalans resp. amplitudobalans;
CMRR = (2+amplitudskillnaden)/roten(amplitudskillnaden^2+fasskillnaden^2)
Amplitudskillnaderna uttrycks i linjära mått, och fasskillnaderna i bågmått (radianer).
Med ett sifferexempel insatt:
amplitudskillnad mellan klämmorna 1 dB eller 0,06 och fasskillnad 5 grader från den teoretiska, alltså 185 eller 175 grader.
Då blir CM-undertryckningen 14 gånger eller 23 dB
Genom att prova olika värden ser man att ett fasfel har relativt litet inflytande, medan ett amplitudfel har mycket större betydelse.
Last edited:
För övrigt blev texten och illustrationen i Kapitel 4 av Koncept lite lång, för att försäkra sig om att få med sig alla på att förstå begreppen kring common mode och differential mode, som för övrigt helt saknades både i gamla KonCEPT och CEPT-kraven som sådant. Samtidigt för att försöka motverka en del övertro på jordningens fantastiska egenskaper t.ex. Istället för att fokusera på jordning, fokusera på isolation, och den vägen kommer man in på common mode och differential mode samt undertryckning av oönskad common mode som metoder att åstakomma isolation. Vidare även att prata om varför balans är så viktigt, även det framkom nämligen inte jättetydligt i gamla materialet, och hur det påverkar det hela. Därtill finns det en övertro på galvanisk isolation. Så, därför skrev jag det där. Behövde får ur mig något så folk börjar tänka rätt, även om allt inte finns med, men med bra baskunskaper blir det lättare att förmedla resten. Det finns mer att säga, men om folk förstår grunderna blir det enklare.
Ett klassiskt missförstånd är ju kommet av när nyttosignalen, som ju går som differential mode från sändarutgången, når en antenn så kommer obalansen i den skapa en reflektion, dels som differential mode och dels som common mode. Den som kommer som differential mode kommer vi se, i dämpad form, som varandes dålig SWR. Den som blir common mode kommer uppfattas som "ström som går på utsidan av kabeln", eftersom den common mode-strömmen/spänningen känner man av den. Det är just därför som man skall se till att ha en väl balanserad antenn, och i den mån det behövs försöka se till att balunen gör det, så att matarkabeln, riggen och elnätet inte blir en del av sändarantennen. Men hela insidan/utsidan är ett missförstånd av differential mode och common mode, och strömmen går på samma ställe i skärmen. Det är inget problem eftersom superposition gäller och det har inget i sig med skinn-effekten. Skinn-effekten får dock mer av strömmen att gå ytterst på både centerledare och skärm, eftersom den magnetiska motverkan sker genom självinduktans, men det händer för både common mode och differential mode, samtidigt, överlagrat, och oavsett riktning. Differential mode är ju elektriskt neutral spänning och därför kan ingen avledning ske, medans för common mode har man spänningsbukarna samtidigt och därför blir nettoeffekten avledning om man tar på den, så det upplevs som en ström på utsidan.
Egentligen är det här mest en illustration av Maxwells ekvationer, som del av Schrödingers våg-ekvationer applicerade med jämna/udda funktioner, och hur det sen fungerar i en faktiskt värld. Just därför behövdes det ett kapitel som CEPT-kraven missat helt. Förstår man koncepten blir resten en barnlek med tumme-pekfinger som puffar en hyfsat rätt.
Värt att nämna är att de flesta VNAer är ju differential mode enbart. Nu kan man köpa VNAer som kan hantera balanserade signaler och den vägen köra common-mode och differential mode. Då får man ha två portar för att "sända" och två portar för att "motta". Det blir lite kombinatorisk expolition för man får nu både common mode och differential mode på både sin "port 1" och sin "port 2" och då kan man mäta obalansen som ger CM/DM samt DM/CM omvandling och inte bara normal DM/DM transfer eller CM/CM transfer, något bara bättre VNAer med 4 portar gör och med mjukvarulicenser påslagna. Det därtill även på reflekterad signal som transmitterad signal. Vän av ordning gör precis samma sak i TDR/TDT domänen, och skalar även bort den förenklade världen av frekvensanalys. Men allt det var lite väl mycket överkurs för KonCEPT. Lägg basen.
Värt att nämna för övrigt är att dagens billiga NanoVNA har lite begränsad dynamik, men för sin storlek och kostnad är smått fantastiska verktyg. För hög isolation behövs dock bättre verktyg, men för den vanlige radioamatören löse de väldigt många dumma problem till en högst hemul kostnad. Lite mer kopplingsexempel för att vara applicerbart på CM/DM behövs dock.
Ett klassiskt missförstånd är ju kommet av när nyttosignalen, som ju går som differential mode från sändarutgången, når en antenn så kommer obalansen i den skapa en reflektion, dels som differential mode och dels som common mode. Den som kommer som differential mode kommer vi se, i dämpad form, som varandes dålig SWR. Den som blir common mode kommer uppfattas som "ström som går på utsidan av kabeln", eftersom den common mode-strömmen/spänningen känner man av den. Det är just därför som man skall se till att ha en väl balanserad antenn, och i den mån det behövs försöka se till att balunen gör det, så att matarkabeln, riggen och elnätet inte blir en del av sändarantennen. Men hela insidan/utsidan är ett missförstånd av differential mode och common mode, och strömmen går på samma ställe i skärmen. Det är inget problem eftersom superposition gäller och det har inget i sig med skinn-effekten. Skinn-effekten får dock mer av strömmen att gå ytterst på både centerledare och skärm, eftersom den magnetiska motverkan sker genom självinduktans, men det händer för både common mode och differential mode, samtidigt, överlagrat, och oavsett riktning. Differential mode är ju elektriskt neutral spänning och därför kan ingen avledning ske, medans för common mode har man spänningsbukarna samtidigt och därför blir nettoeffekten avledning om man tar på den, så det upplevs som en ström på utsidan.
Egentligen är det här mest en illustration av Maxwells ekvationer, som del av Schrödingers våg-ekvationer applicerade med jämna/udda funktioner, och hur det sen fungerar i en faktiskt värld. Just därför behövdes det ett kapitel som CEPT-kraven missat helt. Förstår man koncepten blir resten en barnlek med tumme-pekfinger som puffar en hyfsat rätt.
Värt att nämna är att de flesta VNAer är ju differential mode enbart. Nu kan man köpa VNAer som kan hantera balanserade signaler och den vägen köra common-mode och differential mode. Då får man ha två portar för att "sända" och två portar för att "motta". Det blir lite kombinatorisk expolition för man får nu både common mode och differential mode på både sin "port 1" och sin "port 2" och då kan man mäta obalansen som ger CM/DM samt DM/CM omvandling och inte bara normal DM/DM transfer eller CM/CM transfer, något bara bättre VNAer med 4 portar gör och med mjukvarulicenser påslagna. Det därtill även på reflekterad signal som transmitterad signal. Vän av ordning gör precis samma sak i TDR/TDT domänen, och skalar även bort den förenklade världen av frekvensanalys. Men allt det var lite väl mycket överkurs för KonCEPT. Lägg basen.
Värt att nämna för övrigt är att dagens billiga NanoVNA har lite begränsad dynamik, men för sin storlek och kostnad är smått fantastiska verktyg. För hög isolation behövs dock bättre verktyg, men för den vanlige radioamatören löse de väldigt många dumma problem till en högst hemul kostnad. Lite mer kopplingsexempel för att vara applicerbart på CM/DM behövs dock.
SM0AOM
Well-Known Member
Att karaktärisera och mäta på baluner är svårt, och kräver en grundläggande förståelse för den bakomliggande fysiken.
Den tidigare nämnde G0HZU har skrivit mycket om detta, och han anser att en fullständig karaktärisering kräver
4-ports S-parametrar. Något som varken är lätt att sätta upp ekvationerna för eller att mäta upp riktigt.
En 4-ports VNA med möjlighet att göra konverteringar mellan olika representationer i programvaran blir nödvändig.
Ett annat problem att frågan berörs såpass lite i litteraturen och undervisningen.
Vad jag minns så berördes detta bara perifert i "Elfält B" när koaxialkabelns fysik behandlades. sedan lite i "Elkrets C" när ekvivalenta scheman för olika konfigurationer av matarledning+last behandlades, samt slutligen i "Teknisk Elektronfysik" antenndel, där "Marconi-effekten" nämndes som en konsekvens av strömobalans mellan branscherna i en dubbelledare, Varken Hofvenschiöld, Charles Davidson eller Lennart Lundgren ansåg sig ha tid att gå in på djupet i detta komplexa ämne, utan detta fick "teknologen" göra på egen hand om intresse fanns.
I det fruktat svåra ämnet "Matematisk fysik" som F-teknologerna hade som obligatorisk kurs minns jag dock att
frågan om obalans i matarledningar och laster kunde förekomma som tentamensuppgifter.
Man ska nog inte krångla till frågan allt för mycket, utan istället framhålla att man kan göra "baluner" på många sätt,
att vissa sätt är bättre än andra och att för att kunna fungera så måste de ha rimliga förutsättningar.
Den som sätter en klent dimensionerad balun i matningspunkten av t.ex. en OCFD kan räkna med problem.
Folke Strandén ansåg att ett förhållande differentiellt/common-mode av 30 eller 30 dB var tillräckligt för alla krav som
rimligen kunde ställas på en HF-sändarantenn. Min mentor Bengt Dagås höll med, och ansåg att 10:1 eller 20 dB också kunde vara tillräckligt, åtminstone vid lägre effekter. Det viktiga är att inte obalansströmmar hamnar någonstans där de kan ställa till bekymmer.
Den tidigare nämnde G0HZU har skrivit mycket om detta, och han anser att en fullständig karaktärisering kräver
4-ports S-parametrar. Något som varken är lätt att sätta upp ekvationerna för eller att mäta upp riktigt.
En 4-ports VNA med möjlighet att göra konverteringar mellan olika representationer i programvaran blir nödvändig.
Ett annat problem att frågan berörs såpass lite i litteraturen och undervisningen.
Vad jag minns så berördes detta bara perifert i "Elfält B" när koaxialkabelns fysik behandlades. sedan lite i "Elkrets C" när ekvivalenta scheman för olika konfigurationer av matarledning+last behandlades, samt slutligen i "Teknisk Elektronfysik" antenndel, där "Marconi-effekten" nämndes som en konsekvens av strömobalans mellan branscherna i en dubbelledare, Varken Hofvenschiöld, Charles Davidson eller Lennart Lundgren ansåg sig ha tid att gå in på djupet i detta komplexa ämne, utan detta fick "teknologen" göra på egen hand om intresse fanns.
I det fruktat svåra ämnet "Matematisk fysik" som F-teknologerna hade som obligatorisk kurs minns jag dock att
frågan om obalans i matarledningar och laster kunde förekomma som tentamensuppgifter.
Man ska nog inte krångla till frågan allt för mycket, utan istället framhålla att man kan göra "baluner" på många sätt,
att vissa sätt är bättre än andra och att för att kunna fungera så måste de ha rimliga förutsättningar.
Den som sätter en klent dimensionerad balun i matningspunkten av t.ex. en OCFD kan räkna med problem.
Folke Strandén ansåg att ett förhållande differentiellt/common-mode av 30 eller 30 dB var tillräckligt för alla krav som
rimligen kunde ställas på en HF-sändarantenn. Min mentor Bengt Dagås höll med, och ansåg att 10:1 eller 20 dB också kunde vara tillräckligt, åtminstone vid lägre effekter. Det viktiga är att inte obalansströmmar hamnar någonstans där de kan ställa till bekymmer.
I många sammanhang är 20 dB RL t.ex. men även balans fullt tillräckligt. Absolut. I verkligheten finns det hörnfall då man behöver mer, och man behöver hantera vad som händer. Behövs mer kan väl byggda filter hjälpa till.
För digitala signaler gäller märkligt nog samma sak, men eftersom de är bredbandiga snarare än smalbandiga får man nog med problem även om dynamiken är liten. Verifierandet av balanserade länkar för 5 Gb/s och 10 Gb/s kräver att man använder rätt verktyg. Man får lägga ned mycket energi för att få det analoga "se ut" som "digitalt". Själva elektromagnetiska utbredninge är dock den samma, och har man väl förstått signal-integritet ordentligt så är kunskapen väl applicerbar för både RF och bredbandigt digitalt, men med lite olika fokus i detaljerna förstås.
Just DM/CM utvikningarna är egentligen rätt logiska och rakt-på, men bristerna i kursmaterieltet har sina sidor. Ta t.ex. ett enkelt EMC-filter för avstörning av AC-matning till apparatintag. Det går inte att riktigt förstå hur det fungerar om man inte kan sin DM/CM, men när man väl gör det blir det plötsligt väldigt enkelt och självklart, ja rent av inser man hur mycket man får för pengarna.
När jag visat hur en CM-choke egentligen är en 1:1 trafo som man vridit 90 grader i inkopplingen och hur den speglar strömmen och den vägen motverkar CM sväljer amatörradiokurs-deltagarna jättefort och tycker det är naturligt. Avverkat på några minuter, men ger en tydlig förståelse. Det är basen i ett nät-filter. Några välplacerade kondingar senare för att lasta ned den så gör den sitt jobb.
Just CM ställer till det i RF-choke och balun för att man utöver den induktiva kopplingen får en shuntande CM kapacitiv koppling. Den skapar en CM resonans som sätter CM induktansen ur spel. Det där hanteras i bästa styvmoderligt och förklaras sällan särdeles väl, vilket gör det knepigt för de flesta amatörer att göra effektiva baluner och avstörningar. Har man språket för det kan man ganska lätt bygga på och visa hur samma sak händer, fast även i CM.
Sen har vi de klent dimensionerade balunderna. Jag brukar förklara att mättade kärnor beter sig mer och mer som vakuum. Det brukar få hem poängen effektivt, även om det är en grov förenkling och utan att ens andas intermodulationsprodukter och vad de gör för taltydligheten.
Ska man fånga allt så skulle KonCEPT bli obändligt tjock, men potentiellt mer läsvärd för de utvalda. Man kanske får fokusera på en ännu mer fördjuppande bok.
För digitala signaler gäller märkligt nog samma sak, men eftersom de är bredbandiga snarare än smalbandiga får man nog med problem även om dynamiken är liten. Verifierandet av balanserade länkar för 5 Gb/s och 10 Gb/s kräver att man använder rätt verktyg. Man får lägga ned mycket energi för att få det analoga "se ut" som "digitalt". Själva elektromagnetiska utbredninge är dock den samma, och har man väl förstått signal-integritet ordentligt så är kunskapen väl applicerbar för både RF och bredbandigt digitalt, men med lite olika fokus i detaljerna förstås.
Just DM/CM utvikningarna är egentligen rätt logiska och rakt-på, men bristerna i kursmaterieltet har sina sidor. Ta t.ex. ett enkelt EMC-filter för avstörning av AC-matning till apparatintag. Det går inte att riktigt förstå hur det fungerar om man inte kan sin DM/CM, men när man väl gör det blir det plötsligt väldigt enkelt och självklart, ja rent av inser man hur mycket man får för pengarna.
När jag visat hur en CM-choke egentligen är en 1:1 trafo som man vridit 90 grader i inkopplingen och hur den speglar strömmen och den vägen motverkar CM sväljer amatörradiokurs-deltagarna jättefort och tycker det är naturligt. Avverkat på några minuter, men ger en tydlig förståelse. Det är basen i ett nät-filter. Några välplacerade kondingar senare för att lasta ned den så gör den sitt jobb.
Just CM ställer till det i RF-choke och balun för att man utöver den induktiva kopplingen får en shuntande CM kapacitiv koppling. Den skapar en CM resonans som sätter CM induktansen ur spel. Det där hanteras i bästa styvmoderligt och förklaras sällan särdeles väl, vilket gör det knepigt för de flesta amatörer att göra effektiva baluner och avstörningar. Har man språket för det kan man ganska lätt bygga på och visa hur samma sak händer, fast även i CM.
Sen har vi de klent dimensionerade balunderna. Jag brukar förklara att mättade kärnor beter sig mer och mer som vakuum. Det brukar få hem poängen effektivt, även om det är en grov förenkling och utan att ens andas intermodulationsprodukter och vad de gör för taltydligheten.
Ska man fånga allt så skulle KonCEPT bli obändligt tjock, men potentiellt mer läsvärd för de utvalda. Man kanske får fokusera på en ännu mer fördjuppande bok.
SM0AOM
Well-Known Member
Den skulle bli något i stil med "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", med sina 1,7 kg och 1670 sidor.
"Bör ej saknas i något hem" och "Tysker har store lommer" som LA8AK(SK) uttryckte saken en gång i tiden...
SM0AOM
Well-Known Member
Inombands-IM gör mindre än man tror när det gäller uppfattbarhet.
Har själv hört hur 100% HF-klippt SSB låter, och då är IM3-produkterna endast c:a 10 dB ner
från nyttosignalen. Talet låter "rått" och "strävt" men fortfarande inte direkt onjutbart.
Däremot blir grannkanalerna "obeboeliga" vid sådan klipping i ett effektsteg.
Haha, ja verkligen. Den stora skillnanden vore väl språket, då min tyska är hyfsat begränsad vilket dock inte hindrat att några tyska böcker hittat in i hyllan, så som Rothhammel antennabuch samt Tietze-Schenk Halbleiter-Schaltungstechnik, men för säkerhets skull även bägge på engelska. Den senare brukar de tysktalande ingenjörerna hylla över The Art of Electronics, men sanningen är att de kompleterar varandra för de har olika syften.
SM0AOM
Well-Known Member
Det stämmer så länge överföringsfunktionen inte innehåller några diskontinuiteter, alltså att
den fortfarande kan uttryckas som en Taylor-serieutveckling.
När man kör effektsteg och ännu värre ferritkomponenter i klippning och mättnad
så kommer diskontinuiteter in i bilden och IM3- samt IP-begreppen förlorar sina meningar.
Detta är analogt (sic!) med det som händer när en SDR överskrider sitt dynamiska område.