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

Mätning av förluster i en S-match

Discussion in 'Hemmabyggen' started by SM7MCD, Apr 18, 2012.

  1. SM7MCD

    SM7MCD Well-Known Member

    I kväll provade vi att mäta förlusterna i ett flertal av de S-matcher som vi byggt i KRAS kursverksamhet. Mätmetoden var att stämma av två identiskt byggda enheter till SVF 1:1 när 600 ohms konstantenn var ansluten, därefter kopplades dessa "back to back" med en meter stege mellan enheterna. Impedansen blev då 50 - 600 - 600 - 50 ohm och avslutades med en 50 ohms konstlast. Två lika Bird effektmätare var anslutna på respektive sida om enheterna.
    Använd effektnivå var ca 50 watt. Vid inledande mätning noterade vi att vid 50 watt in kom det ca 46 watt ut och det hamnade alltså ungefär 2 watt över varje enhet. Vi ökade effekten till 52 watt och räknade då med att det skulle komma 50 watt in i enhet 2, uteffekten in i konstlasten blev då 48 watt, vilket indikerade att i detta smala mätområde var det hyfsat linjärt.

    Vi mätte S-matcher som var byggda enligt PA0FRI och de som var lindade med quadrifilär transformator, utan att vi märkte någon skillnad, alltid 2 watt förlust vid 50 watt in och 48 watt ut. En match var byggd med spolen lindad på en grå järnpulverkärna av i övrigt okänt ursprung och där blev förlusterna 10 watt. Efter ett tag blev den okända kärnan märkbart varm. En match byggdes utan lödningar, bara med krokodilklämmor och även där blev det 2 watt i förlust.

    Som test provade vi att stämma av en T-match av fabrikat "Nevada" utan någon balun och där blev uteffekten 40 watt vid 50 watt in, alltså 10 watt bort.

    Alla mätningar gjordes på 80 mb, alla justeringar kontrollerades med en MFJ antennanalysator, effektmätarna kontrollerade mot varandra och fick ibland byta plats utan någon skillnad märktes.

    Resultat

    Det spelade ingen roll hur vi lindade transformatorn, det spelade ingen roll hur vi byggde, det var OK med att bara lägga matchen på bordet.

    Fortsättningen blir att reda ut om de 2 watt som försvann kom från förluster i T200-2 -kärnan, eller kan det vara andra komponenter som får förluster? Vi bör även kontrollera på flera frekvensband samt göra en linjäritetskontroll typ 10 - 20 - 30 -... -90 - 100 watt. Men det får bli en annan gång...
     
    5 people like this.
  2. SM4FPD

    SM4FPD Well-Known Member

    Intressant test!

    En fråga, den där järnpulverkärnan "okänd typ" var den målad grå eller var det möjligen en ofärgad och möjligen i så fall en ferritkärna?

    Jag har ju tidigare frågat varför det används järnpulver, ex T200-2 till de här byggena och vad då en ferritkärna skulle ge för resultat?
    Om det är ferrit kanske man måste linda betydligt färre varv.

    Givetvis kvarstår frågan om resutlatet vid en riktig antenn då faslägena är helt annorlunda än en 600 Ohm resistiv last.

    Mina erfarenheter av de kommersiella avtämmare som de sista 30 åren har sålts, även inbyggda och av olika ursprukngsland, Japan, ICOM, MFJ, SGC etc
    Så ligger dämpningen ofta på 0,5 - 1 dB, det blir mellan 80 och 90 Watt kvar på en 50 Ohms last med 100 W.
    Ingen skillnad på dyr (drake), billig (MFJ) , eller vad det kan vara. Ingen skillnad på dämpningen ens om den är "proffsigt " uppbygghd med dyra plåtadetajer och dyra planetväxlar.

    Jag tänker fortfarande på Amerikanska fabrikat som hävdade att en antennavstämmare MÅSTE vara dubbelskärmad. Och här bygger ni i en hög på bordet. KUL!

    de
    FPD
     
    1 person likes this.
  3. SM7MCD

    SM7MCD Well-Known Member

    Kärnan är en järnpulver, och den är målad grå, jag kollade med att slå en flisa ur kanten på kärnan.

    Transformatorn i S-matchen är en aktiv del av den totala induktansen i kretsen, så jag vill inte ha induktansen för hög. Det verkar vara en användbar kompromiss med att ligga på ca. 3 µH för primärlindningen. Med de ferriter som jag har blir det två varv primärt och två lindningar om ett varv sekundärt. Jag har testat och det verkar funka "bra". Men den kärnan fanns tyvärr inte tillgänglig vid detta tillfälle.

    Men mätningen väcker flera intressanta frågeställningar och vi lär fortsätta att mäta vid ett annat tillfälle och med fler varianter på avstämmare. Bland annat så skall vi så klart ha med en Z-match och testa mot. Med lite tur kan vi även ha en värmekamera för att kolla om vi kan se var förlusterna uppträder.

    Men fortsätt gärna att ha synpunkter på resultatet och alternativ till uppkopplingen.
     
  4. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    2W förlust av 50 möjliga = 0,18dB loss.
    Det blir med beröm godkänt!

    "Transformatorn" ingår alltså i resonanskretsen och då spelar läcket ingen roll vilket du har bevisat med de olika lindningsmetoderna.

    Ferrit fungerar bra när man tillverkar transformatorer men detta rör sig om en resonant spole och då verkar järnpulver fungera bättre, intressant!

    /Micke
     
    Last edited: Apr 19, 2012
  5. SM7SEK

    SM7SEK Administrator Staff Member

    1 person likes this.
  6. SM7SEK

    SM7SEK Administrator Staff Member

    Onsdagen 25 mars fortsatte vi att mäta verkningsgraden på olika matcher och denna gång även olika mantelströmsfilter.

    Se www.sk7ca.org
     
  7. SM7MCD

    SM7MCD Well-Known Member

    Lite data från den senaste mätningen på olika avstämmare, resultaten är hämtade ur den text som finns redovisad på KRAS hemsida.

    Först började vi med att upprepa föregående gångs mätresultat, dels vid 50 W, men även vid 100 W. Resultatet blev identiskt, dvs. 2 W per S-match vid 50 W och 4 W vid 100 W ineffekt. Den S-match som vid förra mätningen visade på stora förluster i en okänd kärna i spolen, visade helt normala värden efter att spolen var ersatt av en luftlindad spole.

    Vi noterar alltså att oavsett om transformatorn är lindad på en T80-2 eller T200-2, lindad rakt eller quadrifilärt vi får samma förluster vid både 50 och 100 W, ca. 4 % per S-match.

    Det känns därmed ganska klart att det finns ingen anledning att linda transformatorn på annat sätt än det PA0FRI föreslår i sin beskrivning. Det som vi planerar att testa är att linda en transformator utan kärna för att se ev. skillnader.

    Del två var att testa två dubbla L-matcher (2xL-match), samma koppling med sändare, effektmätare, S-match – 600 ohm – 2xL-match, effektmätare och konstantenn.

    Den första 2xL-matchen hade en chokebalun som består av 6 – 7 meter RG58 lindad på ett papprör som har en diameter om ca. 6cm. Denna match hade kvällens sämsta värden, 12 W förlust totalt och fördelar vi mellan S-match och 2xL-matchen känns det rimligt med 4 W för S-matchen och 8 W för 2xL-matchen, allt vid 100 W in, klart sämre alltså än vad S-matchen uppvisar.

    Nästa test var med en lika uppställning av ett dubbelt L-filter, men med ett mantelströmsfilter bestående av 50 st ferritringar på en 30 cm lång koaxialkabel. I detta fall fick vi den lägsta uppmätta sammanlagda förlusten i hela mätserien. 100 W in gav 94 W ut, alltså 6 W bort. Fördelningen bedöms vara 4 W på S-matchen och 2 W på 2xL-matchen med mantelströmsfilter av ferritringar. Sett per bransch får vi 1 W i förlust, vid 100 W överförd effekt.


    Generella kommentarer

    Det har varit relativt enkelt att hålla koll på uppkopplingen som vi använt, flera har föreslagit kopplingen (bl.a. Bengt -APQ) och det tolkar vi som att det finns en bred kunskap runt kopplingen och en kunskap att hjälpa oss att tolka mätresultaten.

    Att förlusterna verkar vara så låga som 4 % väcker intressanta tankar när det gäller QRP-körande där det gäller att ta tillvara på all tillgänglig effekt man har. Jag kör själv en hel del portabelt och batterifrågan gör att jag ofta kör med låg effekt för att slippa att släpa på extra stora batterier. Den antenntyp jag använt mest har varit L-antenn avstämd med ett L-filter, men praktiska tester under hösten – vintern – våren gör att jag mer och mer valt att använda symmetriska antenner matade med stege via en S-match och ibland Zeppantenn för utvalda frekvenser.

    Vår test av avstämmaren med dubbla L-filter var en riktig tankeställare, att det kunde vara så stor skillnad på olika strömbaluner. Men mätningarna var mycket tydliga på hur väl balunen tvingade strömmarna att vara lika, oberoende av lasten. Att dessutom hela avstämmaren hade så små förluster känns inspirerande och lockar till vidare försök och intressanta funderingar.

    Vi beslöt även att jämföra en separat chokebalun bestående av 6 – 7 meter RG58 mot mantelströmsfiltret med 50 ferritkärnor. Vid symmetrisk last var det som väntat ingen skillnad mellan de bägge. Men när vi anslöt osymmetriska laster var skillnaden markant.

    Med chokebalunen var det enkelt att få osymmetriska strömmar mellan brancherna, medan det var omöjligt att få osymmetri i strömmarna med mantelströmsfiltret med ferritringarna.

    Balansmätningarna visar på den intressanta informationen man får av att kunna mäta antennströmmen och så slipper man SVF-metern. Det balansinstrument som Tore - CBS använde här och som tidigare beskrivits i QTC ger intressanta infallsvinklar till enkla kontroller av antennanläggningen.

    En fundering är om man tjänar på att kombinera strömbalunen med S-matchen och därmed få en ännu enklare uppbyggnad, kärnor är skaffade och vi får se vad labbandet leder till... fortsättning lär följa.
     
  8. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    WOW! vilket gediget arbete, mycket intressant!
    Mantelströmsfilter av 50 st ferritringar....Vilken typ av ferriter använde ni?

    /Micke
     
  9. SM7MCD

    SM7MCD Well-Known Member

    Jag glömde vad de hade för nummer, men Tore -CBS får komplettera med den uppgiften, jag har för mig att det var ett kit han handlade från USA. Men attans bra var det, filtret blev en mycket bra strömsug. :cool:
     
  10. SM7CBS

    SM7CBS Well-Known Member

    Kärnorna är Amidon FB-73-2401 och man trär dem på t ex. RG303. RG58 är för grov för dessa kärnor.
    Den som vill fördjupa sig i ämnet kan googla på "Some Aspects of the Balun Problem" skriven 1984 av W2DU Walter Maxwell. Artikeln innehåller ett 10-tal sidor förklarar tydligt hur saker och ting hänger ihop.
    Jag har använt mantelströmsfiltret från thewireman.com. Kit nr 833. Kostar 12 dollar
    Filtret klarar 1kW och det finns andra kit som klarar ännu mera.

    Jag anade att mantelströmsfiltret med kärnor skull vara bättre (bara o,35 m koax) men att skillnaden mot upprullad koax (6-7m) var så stor väntade jag inte. Men det är klart...det är nästan 20 gånger längre koax i senare fallet mot första. Och vi som pysslar med lågförlustmatere vet ju att koax är ett otyg(hi)!?
    God Natt!
    Tore
     
    Last edited: Apr 28, 2012
  11. SM5NFT

    SM5NFT Well-Known Member

    Jag hänger inte med riktigt, hur ser schemat ut?

    /Arne
     
  12. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    CBS, MCD de APQ.
    Hej. Jag tycker ni skall mäta genomgångsförlusterna i en S-match när t ex lasten är 3-ohm och gärna i serie med en reaktiv komponent - t ex en kondensator på 40 pf. Det är just vid "extrema" laster, som avviker från dom "bekväma" 200 - 800-ohm som en antennanpassare visar vad den duger till.

    I ändan på en bandkabel eller stege kan mycket extrema laster uppkomma i ett "multibandsystem".

    Det är inte lätt att åstakomma en lågohmig konstlast. Ett sätt kan vara att använda en lämplig längd av glödgad järntråd som är utförd som en kortlsluten transmissionsledning med ett minimalt trådavstånd.

    73
    Bengt SM6APQ
     
  13. SM7MCD

    SM7MCD Well-Known Member

    Vi har inte ritat schemat, men jag tror att det framgår ganska tydligt om du tittar på det dokument vi länkade till i inlägg nr. 6, där finns lite bilder på uppkopplingen mm. och jag tror det framgår av Tores artiklar som även de finns på KRAS hemsida sk7ca.org
     
  14. SM7MCD

    SM7MCD Well-Known Member

    Jo, vi skrev därför en fundering om just detta, men då uppstår problemet varför välja just den lasten du föreslår? Inte så att jag tycker att ditt förslag är "fel", men varför inte 4 ohm och 50 pF, eller något annat värde? Finns det någon standardiserad reaktiv konstlast? Hur skall den i så fall verifieras? Helt plötsligt dyker det upp mer frågor än rimliga svar, medan med rimligt resistiva konstlaster så kan andra utan allt för stora problem göra jämförande mätningar.

    Tanken finns oxo att genom att ha ett ganska enkelt förfarande kanske flera vågar gå från ord till handling och göra liknande tester. Det vore en väldigt passande klubbaktivitet att samla ihop lite effektmätare, några olika avstämmare, några ATUer etc. och verkligen se att det kanske inte alltid kommer ut 100 W bara för att mätarna visar detta på riggen... :rolleyes:

    Jag själv har hållit på med radio i över 35 år, ändå blev jag rejält överaskad under dessa mätningar, flera fördomar kom på skam och nya har fått chansen att gälla som sanningar. Jag är övertygad att det finns många som bara genom att titta på bilderna kan göra liknande mätningar och redovisa resultatet.

    Medan jag letar vägar att verifiera laster typ spole lindad av järntråd etc. (jag har ett helt sortiment av lämplig motståndstråd), kanske någon annan klubb kolla motsvarande mätningar med andra avstämmare.

    Finns det någon som har en välbyggd Z-match tar vi gärna oss an att jämföra denna, vi verkar inte hitta någon i våra egna garage... :eek:
     
  15. SM7CBS

    SM7CBS Well-Known Member

    SM5NFT de SM7CBS.
    Menar Du schemat på matelströmsfiltret så består det av en stump koax som man trär 50 st kärnor på. Det är det hela! Men som jag tidigare sagt så googla på "Some Aspects of the Balun Problem". Där finns scheman och förklaringar.

    Om Du menar schemat på dubbel L-match så titta Measures' Web Page och läs om "the Balanced Balanced Tuner" av AG6K. Om Du ersätter balunen av upprullad koax i schemat med det ovan beskrivna mantelsströmsfiltret får Du den tuner i vår mätserie som gav lägsta förluster.

    Sedan en annan sak. Och jag vänder mig nu särskilt till de som som använder och hyllar den linkkopplade avstämmaren.

    Det vore "rasans" intressant om någon ville redovisa liknande (eller bättre?) resultat på förlustmätningar än de vi gjort på KRAS.
    Varför inte börja redovisa förlustmätningar inom det "bekväma" området 200 till 800 ohm?
    Sedan kan vi gå vidare till andra lastvärden.

    Ha det!
    Tore
     
  16. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Jag har både Z-match och traditionell linkkopplad variant.
    Problemet är att man behöver 2st av varje om man ska köra "back-to-back" för att sedan kunna mäta effekten i 50ohm.

    Ska försöka hitta en mätmetod som gör det möjligt att mäta effekten i höga impedanser.

    /Micke
     

Share This Page