Vraag:
Waarom zijn sommige 1: 1 huidige baluns twee keer zo ingewikkeld als andere?
natevw - AF7TB
2016-05-04 12:04:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik zou graag een balun / choke aan mijn dipool willen toevoegen om de redenen die worden beschreven in Een balun gebruiken met een resonerende dipool. In de geest van het continu bouwen van een kit en / of doe-het-zelf voor mijn ham shack, ging ik op zoek naar hoe ik het beste "vanaf nul" verder kon gaan.

Wikkel gewoon twee geleiders samen over een soort kern?

Op http://vk6ysf.com/balun_guanella_current_1-1.htm wordt een ontwerp gegeven voor een 1: 1 stroombalun die simpelweg een paar draden rond een ringkern wikkelt:

Simple bifilar winding around toroid, unbalanced in and balanced out

… of als http://vk5ajl.com/projects/baluns.php#current zelfs shows:

A pair of wires wrapped around a nail

Ik veronderstel de luchtgewonden "lelijke balun" zoals gedemonstreerd op http: //www.hamuniverse. com / balun.html past ook in dezelfde categorie, tenzij het gebruik van coax in plaats van de bifilaire wikkeling op de een of andere manier dingen verandert?

Coax wrapped repeatedly around a large-diameter PVC tube

Dus dat is allemaal goed en wel, denk ik.

Twee verwarde toroïden?

Maar dan - onder dezelfde "Guanella balun" -naam als het eerste diagram hierboven, niet minder ! - Ik vind dat http://www.kn9b.us/guanella-balun dit diagram presenteert:

Schematic of a 1:1 current balun using two bifilar windings on two separate toroids

… die moet worden gebouwd met behulp van twee toroïden resulterend in iets dat er als volgt uitziet:

Current balun using two toroids, assembled in a project box

Is er enig voordeel aan deze dual core balun ten opzichte van het single core type? Wat is het doel van dit soort "push-pull" -achtige ontwerp? Is het de moeite waard om twee toroïden te kopen en dubbel zoveel moeite te doen om op te winden en uit te zoeken welke losse uiteinden met welke andere worden verbonden, in plaats van gewoon een paar draden rond een roestige bout te wikkelen of een coax rond een stuk PVC-afval te wikkelen?

Drie antwoorden:
Hamsterdave
2016-05-04 21:20:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Baluns zijn een bron van veel verwarring in de hobby, en zijn waarschijnlijk een van de meest voorkomende oorzaken van RFI, common mode ruisontvangst en slechte antenneprestaties. Mensen proberen een heleboel zeer complexe waarden en karakteristieken in een zeer lineaire manier van denken te toveren, en het meeste is gewoon fout.

  1. Beginnend vanaf de top: Dat ontwerp zou in theorie prima moeten werken, behalve dat de website een ringkern gebruikt waarvoor ik bijna geen technische gegevens kan vinden, en het weinige dat beschikbaar is in het gegevensblad suggereert dat het bedoeld is voor SMPS-transformatoren en dergelijke. Dit betekent dat het vrij waarschijnlijk zal verzadigen, of mogelijk gewoon niet veel van enige verstikkingsimpedantie biedt bij hogere frequenties. Je zou kunnen het gebruik ervan voor 160m, misschien zelfs 80m rechtvaardigen, maar daarboven is het vrijwel zeker in het beste geval ineffectief en in het slechtste geval erg inefficiënt. Zelfs op de lagere frequenties, gezien het type transformator waarvoor ze doorgaans worden gebruikt, vermoed ik dat de verstikkingsimpedantie vrij laag zou zijn.

    De tegenwikkelingstechniek is ook op zijn best onnodig gecompliceerd, en kan in het slechtste geval handelen om de parasitaire capaciteit in de transformator te vergroten, waardoor de prestaties verminderen , niet de algemeen geclaimde verbetering. W8JI, K9YC en VK1OD konden allemaal geen enkel bewijs vinden van de vermeende eliminatie van verzadiging met die kronkelende stijl, in werkelijkheid veroorzaakt het waarschijnlijk gewoon een complexe wervelstroom die kan leiden tot plaatselijke verzadiging in sommige delen van de ringkern maar niet in andere. / p>

    Dit ontwerp met een Type 43 of Type 31 (Amidon, Palomar of Fair-Rite) T106-kern zou goed zijn voor 40 m en hoger op QRP, T200 of groter voor 100 W, vooral als je hieronder wilt werken 40m). IIRC Type 77 of type 62 wordt doorgaans aanbevolen voor frequenties van 10 m tot 2 meter.

    Laat de tegenwindtechniek achterwege, het is zinloos en maakt de zaken alleen maar ingewikkelder. 14-18 bifilaire windingen van 18-14awg-draad zouden de truc moeten zijn voor het grootste deel van HF op de T240-kernen.

  2. Het tweede ontwerp is een veel voorkomende mislukking om het concept van verzadiging te begrijpen . Ja, in theorie is voor een 1: 1 bifilaire stroomsmoorspoel materiaal met verlies bij de frequentie die u gebruikt, wenselijk. Alleen de common-mode-stroom (de stroom die overblijft wanneer de gelijke en tegengestelde stroom op de twee geleiders elkaar opheffen) verschijnt op de kern, waar deze idealiter een zeer hoge impedantie zal ontmoeten en zal worden gedissipeerd.

    Willekeurig staal heeft zeer onvoorspelbare (en vrijwel zeker ongewenste) verzadigingseigenschappen en kan ook een enorm variërende impedantie hebben over het bereik van HF-frequenties, wat betekent dat het prima werkt op sommige frequenties en / of bij een lager vermogen, maar nogmaals, in het beste geval is het is waarschijnlijk niet effectief op sommige banden, en in erger nog, kan het grootste deel van uw stroom worden verwarmd. Dit is vooral het geval bij een antenne die al iets meer dan bijna perfect uitgebalanceerd is. Gebruik een van deze op een dipool met elementen die ongelijk in wisselwerking staan ​​met omringende objecten of terrein, of erger nog, op zoiets als een OCF-dipool, en dat ding zal heel snel extreem heet worden.

  3. De derde is een klassieke "Ugly balun" of luchtkernsolenoïde balun. Ze KUNNEN werken, maar omdat de capaciteit in de spoel vrij hoog is (zonder te kijken, geloof ik dat de RG-8X ~ 5pF / ft is), zijn het zelfresonerende tankcircuits. Dit betekent dat ze op hooguit een paar bands een behoorlijk bruikbare impedantie kunnen presenteren, maar verder bijna onzichtbaar zijn op andere bands. Ze kunnen langs de coax aan elkaar worden geregen, maar je gebruikt uiteindelijk veel extra coax, wat neerkomt op meer verlies, en het is veel duurder dan alleen het kopen van een goede ringkern voor $ 5.

  4. Het uiteindelijke ontwerp is een beetje nieuw voor mij, en is nogal raadselachtig. Het is gedaan op de manier van een echte 4: 1 huidige balun, en er is geen reden waarom het niet zou werken, maar het ontwerp is contraproductief. Elektrisch zijn de twee kernen parallel en werken ze als twee parallelle bifilaire smoorspoelen. Ervan uitgaande dat het identieke kernen en wikkelingen zijn, zal dit de verstikkingsimpedantie verminderen .

    Er lijkt geen logische reden te zijn om dit te doen, tenzij u een balun bouwt om kunnen veel vermogen verwerken, 500w of meer, maar dan zou je ze toch in serie willen hebben, alleen met minder impedantie per kern. Ik vermoed dat de ontwerper de technische discussies heeft gelezen over waarom enkelkernige 4: 1 spanningsbaluns helemaal geen baluns zijn, maar impedantietransformatoren die weinig of geen bruikbare isolatie van de voedingslijn bieden, en nam dat gewoon aan om te zeggen dat je dat niet kunt bereik isolatie in elke situatie met 1 kern. Die uitspraak geldt alleen voor een 4: 1 balun vanwege de DC kortsluiting die aanwezig is. Een 1: 1 bifilaire wikkeling is meer dan in staat om een ​​goede isolatie te bieden op een enkele kern op een breed frequentiebereik.

    Een enkele T240-43 met 14awg magneetdraad zou meer dan in staat moeten zijn om de gemeenschappelijke modusstroom van zelfs een matig ongebalanceerde antenne op 500w PEP zonder probleem. De enige redenen die ik me kan voorstellen om dit uiteindelijke ontwerp te gebruiken, zijn om een ​​slechte componentkeuze te compenseren (misschien verzadiging) en misschien is het een poging om de totale stroom door elke smoorspoel te verminderen, of als hij twee verschillende kernen zou gebruiken (dat doet het niet ' Het ziet er naar uit) om een ​​goede verstikkingsimpedantie te bieden op twee verschillende frequentiebereiken, maar nogmaals, ze zouden in serie moeten zijn, niet parallel.

    Dat is een andere die de situatie onnodig ingewikkelder lijkt te maken vanwege een storing om de basiskwaliteiten te begrijpen die een choke balun (in tegenstelling tot een echte geïsoleerde wikkelingstransformator) zou moeten hebben.

Als je 1: 1 wilt, koop dan de juiste ringkern, gebruik draad die groot genoeg is en KISS. Baluns zijn geen magie. Ze zijn niet eens zo ingewikkeld als je gewoon stopt en nadenkt over wat ze eigenlijk moeten doen. Dingen worden een beetje ingewikkelder als je impedantietransformatie nodig hebt, maar als je je aan hetzelfde basisontwerp houdt, is het moeilijk om helemaal te falen. Eén bifilaire wikkeling per kern en ontwerp met parasitaire capaciteit in gedachten.

Een van de beste bronnen voor deze kwestie is de K9YC RFI-bijbel. Je kunt de 1: 1 choke balun vinden die ik hierboven heb beschreven, samen met vele andere mogelijke (en experimenteel geverifieerde) ontwerpen, samen met een demontage van enkele van de meest populaire (en minst effectieve) ontwerpen die je 'in het wild' zult vinden .

Ik denk dat de laatste balun is ontworpen om gebalanceerde gelijke spanningen op de uitgangen te garanderen. Een choke balun, de andere drie, garandeert dit helemaal niet, het geeft alleen een impedantie weer waarvan je hoopt dat die hoger is dan die van de antenne. Als uw feedline + shack op een bepaalde frequentie antiresonant is, kan de balun niets verstikken en kan er veel stroom worden overgedragen. Mee eens dat het een lagere impedantie zal hebben.
Het laatste ontwerp is een simpele smoorspoel en biedt geen balans over een enkele kern. 2 parallelle, DC open, 1: 1 bifilaire smoorspoelen, er is geen overspraak tussen de twee geleiders zoals bij een 4: 1 tweeaderig ontwerp. Het is gewoon een rare smoorspoel, geen transformator. Smoorspoelen zijn van beperkt nut als de antenne een hoge impedantie heeft, maar dan is de common-mode stroom waarschijnlijk klein van omvang en het bereik waarover een typische gebalanceerde dipool een impedantie van> 3.000 zal vertonen ohm is meestal vrij smal. In dat geval is een echte smalbandtransformator waarschijnlijk de enige optie die echt effectief zal zijn.
Kunt u uw bewering staven dat de gekruiste wikkeling in # 1 de prestaties vermindert?
Ook in het geval van nr. 2 is dat een hele grote bout, of kleine draden. Ik vermoed dat het alleen bedoeld is om te ontvangen, waarbij verzadiging nauwelijks een probleem is.
@PhilFrost [W8JI heeft een goede uitleg.] (Http://www.w8ji.com/toroid_balun_winding.htm) Als ik er doorheen lees, heb ik de oorzaak omgedraaid. Het vermindert de shuntcapaciteit in plaats van deze te vergroten, maar het resultaat is een substantiële (dubbele) toename van de frequentie van piekprestaties. De curve op de gesplitste wikkeling lijkt ook veel scherper te zijn, wat betekent dat er minder nuttige bandbreedte is. Ik kan helemaal geen informatie vinden om de bewering te ondersteunen (of te ontkrachten) dat het de verzadiging vermindert, hoewel ik de bewering in veel forums en dergelijke kan vinden .
@hamsterdave Je hebt gelijk, het is maar een stikken. Geen voordelen voor de transformator. Een ding dat je wel krijgt van twee wikkelingen op twee kernen, is dat de karakteristieke impedantie van de transmissielijn in feite 50 ohm is, niet 100 zoals elke eenvoudige bifilaire smoorspoel. Misschien is er een voordeel voor het voeden van een resonerend dipool- of yagi-aangedreven element met lage impedantie, tot 30 of 50 MHz?
sm5bsz
2019-02-20 07:42:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

1: 1 baluns of huidige smoorspoelen kunnen HEEL belangrijk zijn bij het ontvangen en dan zijn er veel opties. Als een antenne ook zou moeten worden gebruikt voor zenden, zijn er minder opties.

"Wikkel gewoon twee geleiders samen over een soort kern" is heel goed voor ontvangst - maar de bandbreedte wordt beperkt.

Kijk hier om 9:55 uur: http://sm5bsz.com/videos/sensors-part3.mp4 tot minstens 15 minuten in de video. Een smalbandconversie van ongebalanceerd naar gebalanceerd is triviaal, maar een breedbandconversie is zeker mogelijk, hoewel niet zo triviaal.

Als u de antenne zowel voor zenden als ontvangen wilt, een breedbandoplossing met hoge isolatie tegen common-mode-stromen over een zeer grote bandbreedte zijn niet triviaal.

Vraag: Wilt u echt dezelfde antenne voor ontvangst als voor zenden? (Het antwoord moet NEE zijn op alle frequenties behalve bij 144 MHz waar de temperatuur vergelijkbaar met kamertemperatuur.)

Voor ontvangst op HF is efficiëntie onbeduidend, terwijl onderdrukking van algemene modi ERG belangrijk kan zijn. Voor zenden is efficiëntie het enige dat telt - hoewel common-mode-onderdrukking RFI in HIFI-apparatuur van buren kan beïnvloeden.

Op 1296 MHz zou je verschillende feeds op je parabool voor Rx en Tx willen hebben. Voor Tx zou je maximale winst willen, voor Rx zou je maximale G / T willen. Dit is niet echt moeilijk te regelen. Op lagere frequenties wil men een maximaal verre veld op Tx (in een bepaalde richting) terwijl men een minimale interferentie-opname vanuit andere richtingen bij ontvangst wil. Dat is een heel ander probleem, omdat ruis van de ontvanger geen probleem is bij ontvangst - de luchttemperatuur is ver boven de geluidstemperatuur van een fatsoenlijke versterker.

Voor de serieuze operator is het een goed idee om verschillende antennes te gebruiken voor zenden en ontvangen (op banden waar de luchttemperatuur aanzienlijk verschilt van kamertemperatuur.)

/ Leif

Voor een grotere bandbreedte kan men twee van dergelijke stroomsmoorspoelen in serie schakelen.

Interessante ideeën, maar ik weet niet zeker of dit de oorspronkelijke vraag beantwoordt. Misschien kunt u dit opschrijven als een nieuw Q + A-onderwerp? (U bent van harte welkom om een ​​vraag te stellen en deze zelf te beantwoorden op Stack Exchange-sites.)
Edwin van Mierlo
2016-05-04 12:34:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het draait allemaal om de smoorspoelimpedantie.

Een goed voorbeeldoverzicht van de verschillende kernen / wikkelingen voor coaxiale baluns zou op deze pagina staan: http://karinya.net/g3txq/ chokes /

Er is een expert voor nodig, wat ik niet ben, om uw specifieke vraag te beantwoorden, aangezien deze sterk afhankelijk is van de gebruikte materialen (welk torroïde materiaal, wat is de draaddikte , de draadcoating, het draadmateriaal ... enzovoort) en afhankelijk van de exacte frequenties.

HTH.



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...