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

Tuner & symmetri

Discussion in 'Antenner och master' started by Sparky, Oct 10, 2013.

  1. Sparky

    Sparky Well-Known Member

    Med anledning av SM0AQW's inlägg #72 i tråden "Delta loop igen..." så väljer jag att starta en ny tråd.

    Citat: "...så kan man inte åstadkomma strömbalans på matarledningen genom att införa en elektrisk(mekanisk osymmetri i tunern".

    Detta väcker en gammal fundering till liv.
    Bifogar en bild plankad från en (av många där den förekommer) antennhandbok, som illustrerar min tankegång.

    Denna elementära krets kan naturligtvis förses med fler finesser, t ex linkmatning med eller utan skärmad link, men principen framgår.
    I all sin enkelhet är den dock mycket användbar. Man kan enkelt skifta mellan serie- eller parallellmatning genom att för seriematning ställa parallellkondensatorn på på minimum kapacitans eller helt koppla bort den.
    För parallellmatning ställs seriekondensatorerna på max kapacitans och kretsen avstäms på konventionellt sätt för parallellresonans. Allt efter behov, grundat på impedansen i feederns nederände.

    Till saken:
    Om man nu avsiktligt vid parallellkretsavstämning använder olika kapacitans hos seriekondensatorerna kan man då styra strömmarna i respektive feederledare till olika styrka och fas?
    Om man tänker sig att bara en feederledare används och ingår i ett longwire-system kommer den ju att fungera som en förkortningskondensator och flyttar resonanspunkten för systemet.

    Är det "omöjligt" enl citatet ovan p g a att feederledarna matas i serie alldeles oavsett om det är serie eller parallellmatning i själva kretsen?
    Om antennbenen inte är helt symmetriska p g a längdskillnader eller omgivningens påverkan, går det då inte att kompensera detta med seriekondensatorerna?

    Någon som testat praktiskt? Resultat?

    Sparky
     

    Attached Files:

  2. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    Sparky de APQ.

    En mycket intressant variation av den balanserade tunern. Var har du hittat den?

    Om de två Cs-kondingarna gangas med en isolerad axel kan man säkert med lätthet "saxa" mellan Cp och de två Cs.kondingarna för att under avstämningen erhålla lägsta SVF.

    För bästa symmetri bör Cp utgöras av en splittstator.

    Givetvis skall spolen matas i mitten med en link.

    Jag kommer omgående att "labba" upp denna variation på en plastplatta. Som du säger; övergång från seriematning (lågimpediva laster) till parallellmatning (högimpediva laster) sker genom att vrida "ut" antingen Cp eller Cs-Cs. Elegant!

    Man kan tänka sig utbytbara spolar eller en "stor" spole som successivt kortsluts för att erhålla anpassning på högre frekvenser.

    Beträffande balans i en öppen feederstege:
    Visst är det viktigt men frågan är hur viktigt och hur mycket det spelar roll för motstationen? Det finns ett sätt att få bättre balans när feedern passerar trädgrenar, järnstaket, lyktstolpar m m. Skruva feedern - d v s vrid den ett varv på kanske varannan meter. Då erhålles bättre symmetri till omgivningen. Detta användes på kommersiella stationer när flera feedrar var spända på stolpar hundratals meter nära varandra för att mata rhomber och andra riktantenner långt från sändarstationsbyggnaden.

    73
    Bengt
    SM6APQ
     
    1 person likes this.
  3. igge

    igge Well-Known Member

    Väntar nyfiket på labbresultatet.
     
  4. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    En intressant koppling! Att kunna styra ström och fas i vardera branschen hos feedern var för sig, tror jag dock inte är möjligt då jag ser det som att de ligger i serie i samma strömkrets. Man kan då tänka sig att seriekondensatorn med det lägsta värdet bestämmer den totala strömmen.

    /Lasse
     
    2 people like this.
  5. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    BDZ de APQ.

    Jag är böjd att hålla med dig. Därför kommer jag att ganga de två Cs-kondingarna med isolerad axelkoppling i mitt labbförsök.

    Håller på att rota fram ett icke induktivt motstånd på cirka 2-ohm vilket skall motsvara en extremt låg impedans i feederändan. Detta bör tunern kunna klara av.

    Återkommer med labb-resultatet efter helgen.

    73
    Bengt
    SM6APQ
     
  6. Sparky

    Sparky Well-Known Member

    SM3BDZ & SM6APQ:

    Tack för feedback.

    En (om någon) nackdel är ju att antennen inte blir galvaniskt jordad.
    Riggen däremot blir ju det, om man skyfflar in energi i kretsen m h a en link (skärmad eller inte), symmetriskt kring kretsens spole. Linken avslutas till mittpunkten på spolen, som i sin tur jordas. Eller använd en splitstator, men då får man ju välja om man vill jorda splitstatorn eller spolen !
    I så fall föredrar jag jordad splitstator.....
    Ett alternativ är via en variometer, men mekaniskt bökigt.

    APQ:
    Nja, det var nog inte signalstyrkan hos motstationen jag hade i åtanke, utan att förhindra utstrålning från en stege i obalans.
    Om man vill vara lite ironisk, så kan det ju slumpvis bli bättre signal om stegen får stråla lite i okontrollerbara lober och polarisation :)
    När du säger "vrida ur" CS, menar du nog "vrida in", alltså max kapacitans vid parallellavstämningsfallet ?
    Rent känslomässigt borde man kanske starta med CS "halvvägs" och sedan alternera mellan dessa och CP.
    Ett praktiskt prov ger svaret på detta. Ser fram emot ditt !

    BDZ:
    Det var just det jag ifrågasatte inledningsvis. Att se det som en sluten krets, där feederledarna ligger i serie alltså.
    Om så vore, så skulle det inte heller spela någon roll om lasten, d v s antennen, är i obalans. Strömmarna skulle med det resonemanget ändå bli lika stora i feederledarna och obalans aldrig uppstå (i feedern alltså).

    Sparky
     
    Last edited: Oct 11, 2013
  7. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    Precis! Och min kommentar var heller inte ämnad som något motargument, utan mer att delge min syn på saken.

    Din slutsats ovan är intressant och faktiskt tror jag att det är så under ideala förhållanden! Om inte returströmmarna kan hitta någon annan väg än via matarledningen och matarledningen inte heller kopplar till andra föremål eller jord, borde man få en "tvingande" balans.

    /Lasse
     
  8. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Det som du beskriver är en "ideal strömbalun" eller en balun med en oändlig common-mode impedans.

    Under dessa förhållanden kommer Kirchhoffs strömlag (och kontinuitetsekvationen) att se till att strömmarna blir lika stora och motriktade oavsett hur impedansen i andra änden av transmissionsledningen ser ut.

    Något annat alternativ ges inte.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
    1 person likes this.
  9. Sparky

    Sparky Well-Known Member

    SM5AOM:

    Då är det fördelaktigt att INTE jorda mittpunkten på spolen alltså ?
    Gör man det, så får strömmarna i resp bransch en möjlighet att smita till jord utan att ta ut varandra (om de är i olika fas) ?? Fasvinkeln måste ju förändras om reaktansen ( i det här fallet kapacitanserna CS) är olika i feederledarna.
    Tänker jag fel ?
    Dessutom: "med lika stora" är också diffust. OM de är lika stora , men inte i fas. Eller i fas, men olika stora.
    Hur påverkas det hela med denna konfiguration ?

    Sparky
     
    Last edited: Oct 11, 2013
  10. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    PICT0617.jpg Jag nämnde att man kan "skruva" en öppen feederstege för att erhålla bättre balans. Det finns ytterligare ett sätt att minska strålningen från en transmissionsledning genom att göra den fyrtrådig.

    Förutom att man minskar "läckaget" har den också mindre förluster och det är lättare att få låga impedanser med ett sådant här arrangemang.

    Jag har gjort en sådan öppen stege genom att "korsa" två stumpar av VP-rör och skruva ihop bitarna med en rostfri plåtskruv.

    I nederändan av den fyrtrådiga feedern är trådparen hoppkopplade och bildar 1 dm tvåtrådig feederstege som i sin tur matar en strömbalun för att erhålla "någotsånär" balans.

    Från början hade jag en konventionell tvåtrådig stege med en karaktäristisk impedans av omkring 500-ohm. Den passerade utanför vardagsrummet och plockade upp digitala störningar när TV-mottagaren var igång.

    Efter att jag tillverkat en fyrtrådig öppen stege sjönk denna störnivå till ett mycket lågt värde.

    Här några detaljer om den fyrtrådiga stegen som jag byggde:

    Avstånd mellan trådarna: 200 mm
    Trådarna: 2 mm cu lacktråd
    Avstånd mellan de X-formade spridarna: 1,5 meter
    Karaktäristisk impedans: 296-ohm (nästan 300-ohm).

    Formeln finns i ARRLs antennhandbok.

    Intressant är att om man skulle konstruera en tvåtrådig stege med samma mått, d v s 200 mm mellan två 2 mm cu-trådar skulle impedansen bli 635-ohm, ej 592-ohm (2 x 296)! AOM har kanske en förklaring?

    För den som vill tillverka en stege med mycket låg impedans - kanske under 200-ohm, är den fyrtrådiga transmissionsledningen lättare att bygga.

    Bilden föreställer min 296-ohmiga stege som matar min 180 m horisontella loop-antenn.

    73
    Bengt
    SM6APQ
     
    Last edited: Oct 11, 2013
    1 person likes this.
  11. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Men det adresserar väl bara feederns obalans - den största källan till obalans
    inbillar jag mig, är själva antennen och oftast omöjlig att åtgärda. Ojämn terräng
    ojämn fördelning av fuktighet i marken och byggnader med mera.
     
    1 person likes this.
  12. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    Ja, det är riktigt vad du säger, men antag att vi har en antenn som i förhållande till terrängen är perfekt balanserad och vi sedan har en feeder som passerar nära metallföremål såsom lyktstolpar, kostängsel, järnstaket och fuktiga lövverk. Då kan det vara en fördel att få bättre balans eller mindre läckage genom att "skruva" transmissionsledningen eller göra den fyrtrådig. Inget hindrar att man även skruvar en fyrtrådig stege.
    Nästan alla kommersiella anläggningar jag har sett, har man skruvat ledningarna till perfekt balanserade riktantenner.

    73
    Bengt
    SM6APQ
     
    1 person likes this.
  13. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Som den "skruvade" person är så skruvar jag naturligtvis mina stegar Bengt.
    De fyrtrådiga lösningen är sådant som man sett i gamla böcker men aldrig
    testat i praktiken, till skillnad mot dig :)
     
  14. SM3ZBB

    SM3ZBB Grumpy ol´man

    Själv undrar jag om vilket håll jag ska skruva stegen åt. Men eftersom jag är som jag är så får den bli vänstervriden...
     
    3 people like this.
  15. SM0KBW

    SM0KBW Well-Known Member

    Du menar att det är bättre med en skruvad vänster än en rak höger?
     
    4 people like this.
  16. Sparky

    Sparky Well-Known Member

    Inget nytt, men som en info till nya & vetgiriga HAM's....
    Det finns alltså alternativ i matchningsbranschen. Här ett enkelt exempel på hur man fixar balans till "stegar". Utan baluner, med eller utan ferriter....
    Denna koppling är i princip samma som jag inledde tråden med. Här fixas det istället med en omkopplare från serie- till parallellkoppling.
    Bilden är hämtad från "Amatörradio" 1955 av Jan Kuno Möller & Hans Eliaesson.
    Kretsen använde jag själv på 60-talet och den fungerar oklanderligt.
    Dock använde jag inte variometer, istället en link (oskärmad). Mittpunkten på spolen var ej jordad och jag använde två separata men gangade kondensatorer (ej splitstator).
    Likaså använde jag bara en antennströmsindikator, som kopplades om från den ena till den andra feederledaren. Inte idealiskt, men försökte hålla symmetrin inom praktiskt möjliga gränser. Skillnaden mellan strömmarna var obetydlig. Dipolen hängde ca 15 m upp och omgivningen var i det närmaste densamma under bägge antennhalvorna.
    Körde alla band (WARC var inte på tapeten då).
    För rimliga effekter (<=100 W) duger det med "BC-kondingar" (plattavstånd 0,5 - 1 mm).
    Varvtal, diam på tråd & spole, samt kapacitans överlåter jag till litteraturen & experimentlustan. :)

    Sparky
     

    Attached Files:

    SM6FPG likes this.
  17. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    SPARKY de APQ

    Jag tror att pilen och spolarna representerar en variabel link-koppling, d v s att man kan "skjuta" linken ut och in i den stora spolen.
    Detta är mekaniskt besvärligare varför man har ersatt denna link-koppling med en kondensator i serie med linken.

    73
    Bengt
    SM6APQ
     
  18. Sparky

    Sparky Well-Known Member

    APQ de Sparky:

    Korrekt Bengt ! Det vanliga (och minst bökiga) är ju en link som lindas antingen utanpå mitten av spolen, eller mellan varven i en tudelad spole och som kan skjutas in eller ut beroende på önskad kopplingsgrad.

    Variometerkopplingen, om än mekaniskt krångligare att tillverka, tycker jag dock är justeringsmässigt enklare när den väl är på plats.
    I linken med fast varvtal och seriekondensator blir det kinkigare med Q-värdet och optimal kopplingsgrad, men då behöver man å andra sidan inte förändra läget relativt huvudspolen. Däremot kan det bli nödvändigt att ha olika antal varv i linken, beroende på frekvens (gäller både utanpåliggande och centrumplacerad).

    Det blir en kompromiss mellan enkelhet, bra kopplingsgrad & Q-värde, som avgör vilket av alternativen man väljer.
    Hur som helst så slipper man fundera över järnpulver - ferrit - varvtal - balans & förluster i toroidbaluner som ska omvandla nutidens 50 ohms resistiva utgångar till allt mellan några få Ohm till kilovis med Ohm (som varierar från band till band och dessutom troligen är reaktiva), i en stege.

    Jag anser det än idag (kretslösningarna är i princip lika gamla som radiotekniken) vara de enklaste & effektivaste lösningarna på att få en effektiv antenn, vad anpassningen beträffar.

    Sparky
     
  19. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    bal.ant.tuner.jpg

    Sparky m fl de APQ

    Jag hänvisar till inlägg nr 1 i denna tråd när du, Sparky, startade den. Tyvärr kommer inte bilden med när man citerar.
    Den bild jag nu kopierat in är min ursprungsbild, ej Sparkys!

    Jag berättade att jag skulle bygga en dyl. tuner försedd med en link och de två Cs-kondingarna gangade på en plastplatta.

    Har idag testat konstruktionen med en spole avsedd för 7-MHz. Testen utförd med en MFJ -259 SWR Analyzer. Som last använde jag induktansfria 0,5-Watts motstånd. I serie med linken installerade jag en vridkonding på omkring 500-pF.

    Resultat.
    Det gick utmärkt att få en perfekt match till laster på 3300, 1800, 680, 270, 120, 47 ohm. När lasten var mindre än 33 ohm gick det inte att erhålla ett lägre SVF-värde en 1,9:1. Jag kopplade då bort Cp och då började SVF närma sig 1:1 och slutligen lyckades jag erhålla en perfekt match när seriekondensatorn till linken också kopplades bort.

    Jag kommer nu att prova laster med resistanser och reaktanser kopplade i serie och parallell.

    Jag drar slutsatsen till att det troligen är bättre att bara använda sig av EN splitstatorkondensator som med hjälp av en omkopplare som väljer kondensatorn i parallell eller serie (för laster med låga värden t ex 5-ohm). En sådan tuner-koppling har Sparky visat i ett av sina inlägg.

    Jag har på nytt kopierat in min bild på en sådan tuner. Kondensatorn C2, som bör vara en splittstator, "flyttas" med hjälp av en omkopplare till "mitten" av spolen.
    Obs. att "kortslutningarna" av spolen EJ skall göras nära linken utan istället i bägge ytterändar.
    I princip är det samma schema som Sparky visade i ett av sina inlägg,

    Om man använder en splittstatorkondensator är jag av den åsikten att man INTE bör jorda de vridbara plattorna utan låta hela avstämningspaketet "hänga i luften". Men, inget hindrar att man provar!



    73
    Bengt
    SM6APQ
     
    Last edited: Oct 20, 2013
  20. Sparky

    Sparky Well-Known Member

    SM6APQ:

    Tack för den utmärkta återkopplingen Bengt !
    Ja, det har ofta dryftats om man ska jorda eller inte jorda mittpunkten på spolen eller splitstatorkondensatorn.
    I vissa fall avrådes och i andra fall förordas förfarandet.

    Min personliga åsikt är, att med splitstatorn jordad, så behöver den inte isoleras från "skaftet" man ska hålla i. Ingen risk för brännskador på fingrarna alltså, eller påverkan av avstämningen genom handkapacitans.

    Det samma skulle jag vilja anföra angående seriekondensatorn i linken. Placeras den på jordsidan av linken blir ju "handtaget" jordat och alltså ingen påverkan av handkapacitans. Sitter den på ingången av linken blir den ju "het" i bägge ändar.

    Var just på G med en labbkoppling på träplatta, efter att ha raggat upp erforderlig rekvisita, men avvaktar dina utmärkta uppkopplingar Bengt !

    Sparky
     

Share This Page