S-match enligt PA0FRI

SM6APQ

Well-Known Member
EQL, AOM, AQW, BDZ de APQ

Jag är nyfiken på vad ni anser om den s k S-matchen? Hur klarar den av att matcha - framförallt "udda" feederimpedanser - jämfört t ex med en linkkopplad balanserad avstämmare med utbytbara spolar eller med en succsesivt kortsluten spole? Den tuner jag åsyftar har dessutom två splitstatorkondensatorer vilket medger serieavstämning när lasten är extremt lågohmig.

Priset man får "betala" är att det tar lite längre tid att skifta till ett nytt frekvensband - ett pris som aldrig bekymrat mig! Är man "rik" på kunskaper har man råd att betala!

Jag har min åsikt och uppfattning och är nyfiken om den sammanfaller med herrarnas!

73
Bengt SM6APQ
 
Last edited:
En linkkopplad balanserad matchbox med utbytbara spolar försedd med två splitstatorkondensatorer som även medger serieavstämning bör täcka ett större impedansområde än S-matchen.

Jag förutsätter att den linkkopplade matchboxen kan kopplas om mellan serie- och parallellmatning så att alla frihetsgraderna kan utnyttjas. Kikar man i den äldre litteraturen så var det ju precis så man gjorde.

Har inte studerat S-matchen i detalj men har mycket svårt att se några andra fördelar mer än att den ev är mer användarvänlig och mer lättbyggd.

Skall kolla på PA0FRI:s sidan vad han skriver.

/Bengt
 
Jag håller med Bengt/EQL i det han skriver.
Jag har ingen egen erfarenhet av S-match men alla som byggt och provat den, verkar då över förväntan nöjda.

Enkelheten är ju en parameter att ta i beaktande och om sedan funktion håller vad den lovar, så visst - varför inte! Även om den kanske inte blir lika universell som en link-kopplad dito.

Bästa sättet att ta reda på hur det förhåller sig, är väl att vi bygger var sin, Bengt/APQ! ;-)

73/Lasse
 
Har inte studerat S-matchen i detalj men har mycket svårt att se några andra fördelar mer än att den ev är mer användarvänlig och mer lättbyggd.
Om den är lika effektiv som en linkkopplad match så är väl dessa fördelar inte att förakta! Varför är Apple världens idag högst börsnoterade företag tror ni?
// Åke
 
BNV DE EQL

Om de båda typerna byggs med högkvalitativa komponenter så kommer S-matchen att fungera lika bra som den traditionella linkkopplade men bara inom ett begränsat impedansområde. I praktiken kan det begränsade området dock vara tillräckligt stort för att någorlunda förlustfritt kunna anpassa vanligt förekommande trådantenner.

Där de båda typerna skiljer sig åt är i utkanten runt i smithdiagrammet där impedanserna kan vara synnerligen besvärliga att handskas med utan att få stora förluster.

De flesta hembyggena är i mina ögon väldigt klent dimensionerade med tunna trådar och inte sällan försedda med krokodilklämmor som ger varierande kontaktresistanser. Detta fungerar utmärkt för QRP-riggar i häradet 100-200 W under förutsättningen att de antennimpedanser som skall anpassas inte är allt för "besvärliga". Dessutom är det svårt att mäta effektförluster i ett helt antennsystem och även om dämpningen i S-matchen skulle vara extrem vid någon udda impedans, d v s flera dB så märks det inte vid vanlig trafik. Om S-metern visar S8 eller S8,5 kan kvitta. Dock kanske spolen blir lite ljummen och då skall varningsklockan ringa.

För en 1 kW sändare så återstår nog inget annat än 1920-års konstruktioner som ju överlevt ända fram till våra dagar även i kommersiella sändare för höga effekter. Här ofta kompletterade med elektrostatisk skärm.

S-matchen har säkerligen sina fördelar och de gamla hederliga matchboxarna sina.

/Bengt
 
Även om "effektiviteten" nämndes, tror jag BNV:s poäng var frågan om "användarvänligheten"!

Vid fjällstugan har jag använt en Icom IC-706MkIIg med en AH-4 ute vid en 10m hög vertikal (fastspänd mot en fjällbjörk). Det är helt fantastiskt att stämma av på ett par sekunder och på alla band från 80m till 6m med ett knapptryck ... prrrilllevitt! Det blir ganska bra effektivitet i och med att AH-4:an sitter ute vid antennen.

Jag har hållit utkik efter en autotuner för utomhusbruk, med balanserad utgång, och helst en som tål 1kW, men inte skådat någon. Finns det?

/Sture
 
S-matchen har säkerligen sina fördelar och de gamla hederliga matchboxarna sina.

EQL DE BNV

Jo så är det nog. Jag kör ju endast 100 W in i min hemmabyggda dipol men har ändå överdimensionerat komponenterna i S-matchen. Det enda som kanske inte är så överdimensionerat är själva krokodilklämman. Men precis som du skriver kanske det inte har så stor betydelse vid så låga effekter.

Det går väldigt smidigt att byta band när man lärt sig var krokodilklämman brukar sitta. Jag kör ju dessutom enbart CW så jag behöver aldrig stämma om när jag rattar runt eftersom CW-delen av banden inte är så breda.

Så för mig är S-matchen optimal med avseende på användarvänlighet.

Vad gäller effektivitet har jag inte gjort några mätningar men det tror jag Tore CBS har gjort.
Men jag tror den är hyfsat effektiv. Någon värmeutveckling får jag inte utom när jag pressar den och försöker köra 160m-bandet på den endast 41 m långa dipolen. Då blir spolen ljummen och det känns som räckvidden är begränsad. Längsta avståndet jag kört på 160 m är Ryssland, Frankrike och Island.

Hur är det med traditionell linkkopplad matchbox, skulle den klara av att stämma av en 41 m dipol på 160 m? Någon son testat?

// Åke
 
>>Hur är det med traditionell linkkopplad matchbox, skulle den klara av att stämma av en 41 m dipol på 160 m? Någon son testat?
---

Det är i grund och botten en fråga om val av lämpliga värden på spolar och kondensatorer i de ingående komponenterna. När korta antenner används så krävs dessutom grova ledare och god kontakt i alla övergångar. För att hålla verkningsgraden så hög som möjligt över ett mycket stort frekvens- och impedansområde blir det ofta nödvändigt att använda utbytbara spolar och dessutom justera såväl kopplingsgrad, uttag på huvudspolen och/eller stämma av kondensatorpaketet till resonans på varje ny frekvens. Tar lite extra tid men ger bra resultat.

S-Matchen får närmast ses som en kompromiss i detta sammanhang och om man som användare är fullt medveten om dess begränsningar och om S-Matchen klarar av att anpassa de antenner som används utan allt för stora förluster så är det väl inga problem rent praktiskt. Jag gissar att det är detta APQ spekulerade över och som han ville ha andras åsikter om.

/Bengt
 
EQL, AOM, AQW, BDZ de APQ

Jag är nyfiken på vad ni anser om den s k S-matchen? Hur klarar den av att matcha - framförallt "udda" feederimpedanser - jämfört t ex med en linkkopplad balanserad avstämmare med utbytbara spolar eller med en succsesivt kortsluten spole? Den tuner jag åsyftar har dessutom två splitstatorkondensatorer vilket medger serieavstämning när lasten är extremt lågohmig.

Priset man får "betala" är att det tar lite längre tid att skifta till ett nytt frekvensband - ett pris som aldrig bekymrat mig! Är man "rik" på kunskaper har man råd att betala!

Jag har min åsikt och uppfattning och är nyfiken om den sammanfaller med herrarnas!

73
Bengt SM6APQ

APQ de KRI

Jag har en gammal KW EZEE MATCH ståendes i långt inne garderoben under en massa andra prylar sedan flera år, har inte hunnit titta på den så mycket, men skall ta fram den en dag och undersöka den närmare, tillsammans med en egentillverkad stegmatad antenn som också ligger någonstans i samma garderob.

Som jag minns sitter det en splitstatorkondensator och ett par spolar och utgång 80/40 och 10/15/20. Någon manual har jag inte. Har du eller någon annan erfarenhet av denna?

Jag får nog bestämma mig för att gräva fram den en dag...
 
Hejsan alla!
Så kul att det skrivs om s-matchen igen. Det kanske är den mest omskrivna prylen här på ham.se vid det här laget? Det betyder väl att vi alla älskar den??
Njaää..så enkelt är det väl inte!

Jag antar att alla här, liksom jag själv, försöker förstå s-matchen i detalj.
Att det är ett parallellfilter är väl klart.
På ömse sidor av filtret, mellan spole och konding, matas filtret (via de 2 sekundärlindningarna) med ström som är 180 grader fasskild på ömse sidor. Det betyder att det finns en "flytande" o-punkt och att balans råder. Hela anordningen lastas med en feeder antingen över spolen eller kondingen. Det verkar väl ganska enkelt.

Det jag tycker känns oklart är vilken roll de 2 sekundärlindnigarna spelar i avstämningskretsen. Åtta varv på varje sida av järnkärnan ger ju åtskilligt med induktans. Adderas den bara till spolens induktans? I så fall borde det bli för mycket induktans för att kunna avstämma på på de högre banden. Eller kan man bortse från den induktansen? I så fall varför?

Kan man räkna med att man alltid har 50 ohms på bägge sidor av transformatorn?
Det är väl här man kan tvivla eftersom sekundären ingår (kanske?)i avstämningen?
Så herrar experter AQW, AOM m fl...vi behöver er kunskap!

Impedansomfånget av en anpassare bestäms ju i hög grad av ingående komponenter.
PA0FRI säger att med en rullspole på 50 uH och en vakumkondensator på 20 - 1200 pf klarar han impedanser mellan 20 och 3000 ohm. Med de siffrorna är den ju bland de bästa i klassen.

Jag testade en gång med en riktig "sned" last 5 ohm i serie med en vridkondensator på 40 - 400 pf. Den kunde jag avstämma på 80 m oavsett helt ur- eller helt invriden kondensator.

I min ägo har jag både den klassiska Jonson Viking och Mfj:s motsvarighet MFJ974H.
Båda dessa har betydligt mer begränsat impedansomfång än s-matchen som i sin tur är bestyckad med 2x400 pf konding och spolen på kanske 40 uH (35 varv, D ca 45 mm, 200 mm lång). Jag nådde inte ner till 160 m med den bestyckningen men väl till ca 2,5 MHz.

Man kan undra om balansen skulle bli bättre om man hade 2 krokodilklämmor, en i vardera änden på spolen och att man kortsluter lika många varv från vardera hållet på spolen?
Rent "schemamässigt" ser det ut att ge bättre balans!

Förlusterna ja! PA0FRI har ju mätt och säger att förlusterna ligger under 5 watt av 100.
Vi på Kalmarklubben har också kontrollmätt och kan bekräfta hans siffror. Hela dokumentationen finns redovisad på Kalmarklubbens hemsida. Kolla här.

http://new.sk7ca.org/images/stories/Kurs-2011/Mätning_av_verkningsgrad_på_en_S-match_3.pdf

Jag tycker som Lasse, SM3BDZ, nu är det väl dags att herrar nyfikna, intresserade och debattglada bygger var sin s-match. Då kanske vi kan få ännu fler provresultat.

Vad mer? Jo VK6OD skriver om z-matcher och nämner i texten EZEE matchen. Alla z-matcher ger dålig balans hävdar han. Det beror på att primärspolen är direktmatad och jordad i andra ändan. Den därpå följande linken klarar inte att åstadkomma full balans.
Troligen kan z-matchen förbättras om man sätter i en balun på ingången och frigör spolen från jord..
VK1OD har många intressanta artiklar.
Balanced ATUs and common mode current

En del hävdar att ett pi-filter är bäst för då når man ännu fler inställningsmöjligheter.
Det stämmer men är inte behovet en kvarleva från rörtiden? Behovet har vi fortfarande har i våra rörslutsteg.
Alltså då man har hög anodimpedans som varierar beroende på band, last, mm. C1:an ska då optimeras och "saxas" in beroende på C2 på lastsidan tills man når ett optimalt läge. Ja i det läget är det ju perfekt.

Men nuförtiden har ju alla riggar 50 ohm i utimpedans. Den ligger fast. Vi behöver inte längre justera någon C1:a på ingången av pi-filtret!
Alltså är ju ett LC-filter att föredra. Det är dessutom så fiffigt att det finns bara en lägeskombination mellan L och C som ger optimalt resultat.
Det går inte att stämma av fel! Det är så pass kritiskt att jag kan få sätta krokodilklämman inom 5-10 mm för att hitta absolut lägsta swr...fast då är jag "nördigt" noggrann. Alla andra lägen på spole och kondensator ger högre swr!

Det optimala läget inträffar alltså då man har lägsta swr och då har man också max antennström. Man behöver alltså ingen indikator på utströmmen...swr-indikatorn räcker.
Det är den enkelheten som gör s-matchen så effektiv och attraktiv. Även den dubbla LC-matchen fungerar på samma sätt.
Kommentarer?
God Natt!
Tore
 
Last edited:
Hej alla,

Jag har inte laborerat med någon ATU de senaste decennierna - min amatörradioverksamhet är numera ganska begränsad - varför
jag i den ganska djupa frågan om "tuning range" för antenntuners vill
hänvisa till skrifter av AI1H, Frank Witt, som jag anser vara mycket kompetent inom ämnet antennteknik.

Prova t.ex att gå till hans artikel "Evaluation of Antenna Tuners
and Baluns–An Update" på länken

www.wadsworthsales.com/Documents/B8 radio-tuners-baluns.pdf

Prova också att googla på titeln "How to Evaluate Your Antenna Tuner⎯Part 1"

En tredje bra (men teoretisk) info-källa är länken (härstammar från Hongkong?):

http://cktse.eie.polyu.edu.hk/eie403/impedancematching.pdf

73 //Janne SM0AQW
 
Allmänt sett så får man ett större anpassningsområde ju fler variabla komponenter, ju fler olika kopplingsvarianter som finns och ju större variationsområde som finns för varje komponent.

Det är av den orsaken som den "link-kopplade" balanserade anpassaren kan få ett enormt anpassningsområde.

I en sådan anpassare finns det i princip fem frihetsgrader;

- Serie eller parallellkrets
- Induktansen hos spolarna
- Kapacitansen i kretsen
- Kopplingsgraden av antennen till kretsen via uttag på spolarna
- Kopplingsgraden av sändaren till spolarna via den variabla linken

Dessutom utgör den en bra balun i sig genom den rent induktiva kopplingen mellan sändare och antennkrets.

Nackdelen med denna är att det krävs en god förståelse av "mekanismen" bakom impedansanpassning för att välja konfiguration och ställa in värdena på kretselementen optimalt.
Det finns ett närmast oändligt antal kombinationer av värden för en given matchningssituation, och bara genom övning går det att sortera ut de som fungerar bra för olika antenner och på olika frekvenser.

Yrkesradiofolket har inte oväntat studerat detta problem uppmärksamt. Att anpassa små antenner på fordon och fartyg inom ett stort frekvensområde är en av de svåraste frågorna som finns i "branschen".
Ett genombrott kom i mitten av 80-talet när Johannes Christensen på Skanti A/S tillsammans med sina kollegor (bl.a. OZ7TA) kom fram till att den optimala lösningen för en obalanserad anpassare med ett stort område är pi-filtret, med in- och urkopplingsbara "bankar" med L och C.

Dessutom kom man på teoretisk väg fram till att man genom att mäta antennimpedansen och dela in reflektionsplanet i fyra kvadranter gick det att välja en konfiguration av nätet och en startpunkt för valet av komponentvärden som garanterade att en automatisk avstämning alltid konvergerade. Hela resonemanget finns beskrivet i en uppsats som presenterades på HF86.

73/

Karl-Arne
G/SM0AOM
 
Last edited:
Jag antar att alla här, liksom jag själv, försöker förstå s-matchen i detalj.

Vore det inte en god idé att kontakta PA0FRI direkt och be honom beskriva sina tankar runt hans design?
Den är ju lite tunt beskriven på hans hemsida.
Kan inte någon av er som har god insikt i ATU design kolla med honom?

// Åke
 
Vad jag ibland reagerar över är strävan efter att få sin antennavstämmare att täcka så stort frekvensområde som möjligt.
Varför inte bygga flera och optimera dem för varsitt lite mindre frekvensområde.
Vi har på kortvåg ett enormt stort frekvesmområde, flera oktaver stort.
Bara skillanden mellan 1830 och 2000 kHz är stor, föra tt inte säga skillanden mellan 3750 och 1950 kHz. Sen vill na försöka få in 28 MHz... i samma pryl.
Varför inte en optimerad avstämamre för 1,8 - 10 MHz och en för 10 - 52 MHz? Eller 10 - 30 MHz och en tredje för 50 MHz.

Bengt APQ:s modell med utbytbara spolar är en bit åt det hållet.

Klart det blir dyrare och är jobbigare att bygga flera, tar större plats men vinsten kan bli i storleksordningen hela dB.
Jag menar att amatörradio borde vara som förr något där man utvecklar sig själv, sina grejer till toppnivå, minsta förlsuter bästa prestanda etc.

Inte som numera då det skall vara något där det mesgta skall vara gratis och funktion och presanda kommer sekundärt.

Själv ligger ett bygge på en linkavstämmare till 50 MHz , eller 28 - 52 MHz och väntar på lödkolven. Faktum är att min 2 x 40 m långa Zepp går bra på dessa frekvenser men den vanliga avstämmaren går bara halvbra, dvs det finns deciBeller att vinna.

Inget borde hindra en S-match för 1,8 - 7 MHz och en 10 - 21 MHz och en för 28 MHz.

Klart att det ändå är en form av utmaning att göra en så bred avstämmare som möjligt oxo.


de
Roy
 
Tack för länkarna Janne. Intressant läsning om mätmetoder som jag nog måste labba med framöver. Gillar särskilt boxarna med de geometriska lasterna. Finurligt!

Har i min ägo f n bara en hembyggd matchbox innehållande en vridkondensator och en strömbalun. Denna box tillsammans med ett antal externa slingor av 300 ohm bandkabel, som kan kopplas in med kontakter täcker ett relativt stort impedansområde. Nackdelen är att avstämning blir väldigt tidsödande, tills inställningen noterats. Fördelen att boxen knappt väger något och är liten till formatet. Slingorna av 300 bandkabel är också lätta och fyller inget. Bra för den resande med riggen i ryggsäcken.

FPD skrev; "Vad jag ibland reagerar över är strävan efter att få sin antennavstämmare att täcka så stort frekvensområde som möjligt.
Varför inte bygga flera och optimera dem för varsitt lite mindre frekvensområde."

Samma tanke har slagit mig många gånger. Det finns något sorts inbyggt behov eller önskan av att täcka alla amatörbanden, alla komplexa impedanser och att verkningsgraden i hela antennsystemet måste vara 100% - och att allt detta kan uppfyllas med någon sorts patentlösning.

Många av diskussionerna här på Ham.se kretsar kring just detta. Sak samma med antenner som tvunget måste fungera på alla band liksom man ofta strirrar sig blind på SVF 1:1.

Jag undrar om allt detta fokus på matchboxar inte har att göra med att moderna transceivers är konstruerade för en fix impedans 50 ohm i kombination med att de flesta användarna har begränsat utrymme för antenner samt att den antenn som ev får plats ovillkorligen måste täcka alla band.

Tänk så mycket enklare allt blivit om man begränsat sig till ett eller två band. Klippt till en dipol eller två. Matat med 50 ohms koax och enbart använt den inbyggda tunern (om sådan finnes) för det den passar bäst för, nämligen att möjliggöra att en koaxmatad dipol för 80 m kan användas över hela bandet. Den som har ont om plats kunde kanske satsa på något av de högre frekvensbanden där antennerna blir små. Mata med koax, trimma in längden så att antennen resonerar på önskad frekvens. Är SVF under 2:1 och kabeln inte jättelång så är allt OK.

På så sätt går det att komma igång på radion samma dag som transceivern anländer och när det ena bandet utforskats tillräckligt så finns det fler att prova. Hissa ner antennen, korta av eller förläng. Nya upplevelser och nya erfarenheter.

/Bengt
 
Du anar inte Bengt EQL hur många ggr jag fått frågan om: "bästa möjliga och billigaste antenn för 30 kHz till 52 MHz? "
En sådan antenn verkar vara fullständigt sjäklklart att man måste ha om radion täcker detta område. Och det måste ju finnas hundra fabrikat och man vill ha hjälp med att välja billigast möjliga med bäst möjliga prestanda.

Klart att det vore en bra grej, en dröm dock.

Jag menar tvärt emot att man gott kan satsa på ett frekvensområde, exvis 7000 - 7200 kHz och jobba med det på djupet i några år. Lära sig vågutbredningen och vilka stn som fins och hur bandet beter sig. Jag lovar att ett sådant band räcker för en seriös radioamatör i många år.

Den som vill jobba med långvåg 30 kHz till 500 kHz bör ha ett antal år framför sig med studier, läsning, byggen och långa mysiga kvällar och nätter framför sig.

Jag vet radioamatörer som specialiserat sig på 28 MHz och vare sig det är konds eller ej så kan man med tålamod få en stor tillfredställelse, genom kunskap, envishet, och detta en gång till.

Man kunde klara sig med en klippt antenn möjligen två.

Myten om att gamla radiostationer med slutrör följda av en inbyggd antennavstämmare, (Pi filter) gjorde det möjligt förr att köra alla band med en dålig antenn ställer jag inte upp på.
Faktum är att det såldes avsevärt fler fabriksbyggda och mycket dyra antennavstämmare på rörtiden. Avsedda att kopplas efter rörstation med Pi-filter. Där då Pi-filtret först stämdes av mot konstlast.
Efter detta ett Pa och sen en ännu större dyrare avstämmare.

Dessutom, de som gjorde så att de tvingade röriggens inbyggda avastämmare, Pi-filter till en antenn utanför dess resonans, brände ofta upp rör-riggen.
Man bytte rör, man modifeirade till sändarrör, man lämnade in för rep, man bytte vridkondingar, och skrotade riggar.

nej rör-riggarna var ofta väldigt ömtåliga.

de
Roy

de
FPD
 
Jag undrar om allt detta fokus på matchboxar inte har att göra med att moderna transceivers är konstruerade för en fix impedans 50 ohm i kombination med att de flesta användarna har begränsat utrymme för antenner samt att den antenn som ev får plats ovillkorligen måste täcka alla band.

Det begränsade utrymmet är just mitt problem.
Visst skulle jag kunna hålla mig till ett eller två band, men nyfikenheten och experimentlustan gör att jag vill prova alla band som jag överhuvudtaget skulle kunna ha möjlighet till.
Det är väl också en del av amatörradion? Inte bara att fylla schacket med prylar och "pryda" huset med en antennfarm.

Att med små medel kunna göra stora saker är en utmaning i sig enligt min åsikt :)

Jag har en väldigt enkel utrustning.
- Hemmagjord dipol
- S-match
- K3, 100W
- Nätaggregat
- Nyckel

Med denna har jag lyckats nå (nästan) hela världen.

// Åke
 
Last edited:
CBS de APQ
Du skrev:

Det optimala läget inträffar alltså då man har lägsta swr och då har man också max antennström. Man behöver alltså ingen indikator på utströmmen...swr-indikatorn räcker.

Jag håller nog inte riktigt med. Om du har förluster i din antennavstämmare - värme i spolar eller baluner - kommer du ändå att erhålla ett lågt SVF men lite lägre feederströmmar.

I extrema fall kan tunern "stämma av sig själv". (Citat knyckt från AQW!)

Beträffande "krångligheter" att handskas med linkkopplade balanserade tuner så hade jag byggt en avstämmare för varje antenn. På tidigt 60-tal hade jag en Lazy H/Sterba gardin (14-MHz) och en V-beam (Latinamerika och Indiska oceanen).

Varje utbytbar spole var monterad på en teflonplatta med ett antal bananstift (hanar). Genom att konfigurera stiften med "jumpers" skedde en automatisk omkoppling till den optimala anpassningen (serie eller parallell). Efter attspolen pluggats in var det en enkel sak att ratta in rätt värde för anpassning.

73
Bengt SM6APQ
 
Last edited:
Back
Top