1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

Alles over antennes en toebehoren.
Bericht
Auteur
Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2530
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#1 Bericht door PA3DJS »

Zoals diverse mensen hier weten, ben ik wel van het ferrietmateriaal. Maar... het kan ook met lucht, zie onderstaande foto van een luchtbalun (dus geen common mode choke):
PerfectBalun4.jpg
De bedoeling was hem te maken op 10 cm dikke PVC pijp, maar dat had ik even niet, dus dan maar om een pot appelmoes wikkelen en de windingen met draadjes aan elkaar zetten. Het touw, en gesoldeerde delen, zijn met epoxyhars ingesmeerd.

Een lucht choke (ugly balun, rioolpijp choke) is relatief smalbandig, maar maak je op die manier een echte balun, dan valt het best mee, zie onderstaand SWR plaatje.
PerfectBalun5.jpg
De span loopt van 3 tot 97 MHz. Boven 7 MHz is de SWR < 1.5. De toenemende SWR bij lage frequenties komt door de ontoereikende zelfinductie (in orde van 3.5 uH).

Zo'n luchtbalun geeft geen common mode onderdrukking, dus is alleen goed bruikbaar bij zuiver gebalanceerde belasting (yagi, dipool, inverted V, etc).

Onderstaande figuur toont de opbouw:
PerfectBalun1.jpg

Gebruikersavatar
pa0ejh
Berichten: 1889
Lid geworden op: 05 mei 2008, 13:23
Roepletters: PA0EJH
Locatie: Brunssum

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#2 Bericht door pa0ejh »

Dat is dacht ik de Collins Balun, de andere helft noemt men Dummy kabel, hoeft dus niet van Coax te zijn...

Beide kabels moeten dan wel de zelfde electrische lengte hebben.
Collins-Bal.png
73's Egbert PAØEJH. Licensed since 1971.
En meer dan 50 Jaar radio-actief

Gebruikersavatar
PA0FRI
Berichten: 2378
Lid geworden op: 19 nov 2007, 02:48
Roepletters: PA0FRI
Locatie: Etten-Leur
Contacteer:

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#3 Bericht door PA0FRI »

Zo kan het ook.
Bijlagen
baluncoax1...1.GIF
http://pa0fri.home.xs4all.nl/ met ongeveer 200 praktische onderwerpen voor radiozendamateurs
De eerste stappen zijn theorie en simulatie, maar in de praktijk blijkt pas of het klopt.

Gebruikersavatar
PA0FRI
Berichten: 2378
Lid geworden op: 19 nov 2007, 02:48
Roepletters: PA0FRI
Locatie: Etten-Leur
Contacteer:

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#4 Bericht door PA0FRI »

PA0FRI schreef:Zo kan het ook.
Ik weet niet of ik de enige bedenker van het systeem ben, maar sommigen noemen het de PA0FRI balun. :D
http://pa0fri.home.xs4all.nl/ met ongeveer 200 praktische onderwerpen voor radiozendamateurs
De eerste stappen zijn theorie en simulatie, maar in de praktijk blijkt pas of het klopt.

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2530
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#5 Bericht door PA3DJS »

pa0ejh schreef:Dat is dacht ik de Collins Balun, de andere helft noemt men Dummy kabel, hoeft dus niet van Coax te zijn...

Beide kabels moeten dan wel de zelfde electrische lengte hebben.
Collins-Bal.png
De linkerversie geeft enige common mode onderdrukking, maar die van het rechterplaatje niet. De variant in het rechterplaatje geeft wel de hoogste zelfinductie per zekere coaxlengte waardoor de grootste relatieve bandbreedte te halen is.

Over de dummy of compensatiewikkeling, dat hoeft inderdaad geen coax te zijn. In mijn plaatje doe ik niets met de binnengeleider. Zelfs al is de koperdiameter van de compensatiewikkeling niet gelijk aan de van de coaxmantel, kun je toch een leuk werkende balun krijgen die op meerdere banden te gebruiken is.

De stukken coax moeten wel fysiek even lang zijn, al zit in het ene stuk massief PE en in het andere geschuimd PE (dus hogere Vf).

Oh ja, en je hebt niet van die zwart-grijze ringen/buisjes/staafjes/etc nodig. Voor baluns voor HF en laag VHF gebruik ik toch doorgaans wel ferriet. Het is net allemaal wat compacter. V.w.b. gewicht zou de luchtversie wel eens wat lichter kunnen zijn (vergeleken met de zwarte kralenversie).

De "veroorzaker" van mijn posting is gedeeltelijk PA4WK (Wim). Hij had een keer wat nodig voor 50 en 70 MHz, en ik heb een balun nodig die parallel aan een inductie komt te staan. De inductie van de balun, die parallel aan de gebalanceerde belasting staat, werkt nu een beetje mee.

Gebruikersavatar
PE4BAS
Berichten: 961
Lid geworden op: 25 dec 2005, 23:30
Roepletters: PE4BAS
Locatie: Roodeschool
Contacteer:

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#6 Bericht door PE4BAS »

Zoekende naar wat info over de luchtbalun kwam ik hier terecht. Ik heb kort geleden een balun 1:4 en 1:1 geschakeld gemaakt volgens het PA0FRI principe zoals beschreven op zijn bekende website. De balun afgesloten met een 200Ohm afgestelde potmeter om te testen. Als ik de balun in 1:4 stand meet met een MJF259 analyzer geeft hij van 1,8-17 MHz keurig ongeveer 50Ohm aan. Maar daarboven loopt het snel op. Ik zie dan vooral ook de X waarde omhoog schieten. De waarden komen niet overeen met de waarden die gepubliceerd zijn op de website al heb ik wel gebruik gemaakt van 2x3m 75Ohm coax. Ik vraag me dan ook af of ik iets fout meet of dat ik me niet zoveel moet aantrekken van de meetresultaten met als "antenne" een weerstand.

pc1mb
Berichten: 2423
Lid geworden op: 05 sep 2011, 16:30
Roepletters: PC1MB
Locatie: JO22pe

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#7 Bericht door pc1mb »

Probeer die potmeter eens apart, maar dan op 50 ohm?

Kan zomaar dat die niet helemáál HF geschikt is. Op 200 ohm zou je trouwens ook een vlak resultaat moeten krijgen, alleen niet 1:1.

Geen losse ~200 ohm weerstand voorhanden? Of beter 4x identieke 50 (47) zodat je een losse kunt meten maar ook samen als dummy achter de balun kunt gebruiken.

Zowel een goeie dummy als een goeie antenne zijn ohms 50, dus dan zijn je meetresultaten wél geldig en ligt het aan de balun.

Gebruikersavatar
pa0ejh
Berichten: 1889
Lid geworden op: 05 mei 2008, 13:23
Roepletters: PA0EJH
Locatie: Brunssum

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#8 Bericht door pa0ejh »

Als jij 75 Ohm coax gebruikt, dan is de Impedantie verhouding 37,5 naar 150 Ohm.
De coax staat immers parallel bij het voedingspunt, je moet dan 100 Ohm coax gebruiken voor 50 naar 200 Ohm.

Frits schrijft dat deze balun alleen maar goed balanceert, en is bedoeld voor plaatsing tussen de Tuner en Openlijn.

Metingen met een Analyser kunnen afwijkende waardes geven, zelf gebruik ik een Kunststof potmeter van 500 Ohm en hier mee kan ik de meeste Balun's goed op werking testen.

Metalen Potmeters of meerdere weerstanden in serie zijn geen goede afsluit weerstand voor hogere Frequenties

De meeste analysers zijn gebaseerd op een 50 Ohm systeem impedantie.
73's Egbert PAØEJH. Licensed since 1971.
En meer dan 50 Jaar radio-actief

Gebruikersavatar
PE4BAS
Berichten: 961
Lid geworden op: 25 dec 2005, 23:30
Roepletters: PE4BAS
Locatie: Roodeschool
Contacteer:

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#9 Bericht door PE4BAS »

Bedankt voor het meedenken. Heb vandaag weer verder aan de balun gemeten.

Een plastic potmeter van 500ohm gebruikte ik ook. Ook nog een weerstand van rond de 200 Ohm gevonden met een X= laag dus geen inductie. Maar daar heb ik dus niet veel aan in dit geval.

Uiteindelijk geschakeld naar 1:1 om eerst te zien of dat wel werkt. Met als afsluitweerstand een dummyload waarvan ik weet dat hij R=50 Ohm over het hele HF gebied doet. Je zou denken dat ongeacht wat voor coax je in de balun gebruikt je dan 50 Ohm zou meten aan de andere kant. Maar nee, helemaal niet. Het is zelfs over de 200 Ohm op 28Mhz???
Er is dus duidelijk wat mis.

Relais voor het omschakelen er tussen uit gehaald, misschien daar een probleem mee? Of kortsluiting in een coax misschien vanwege solderen? Alles doorgemeten maar geen problemen kunnen vinden. Ook geen onderbrekingen in de 75 Ohm coax. Dus nu maar een 1:1 balun gesoldeerd om te kijken of het zonder omschakeling beter gaat. Maar helaas, 50 Ohm aan de uitgang geeft geen 50 Ohm aan de ingang. Dus ik doe wat fout of ik denk verkeerd? Zou de 75 Ohm coax hier toch invloed hebben op de analyzer?

Ja deze balun is bedoeld voor tussen antennetuner en multiband vertical antenne, dat is mij duidelijk. Ik zou graag weten wat voor verschil het maakt met tunen. Ik heb niet op elke band even goed resultaat nu en de SWR op 15m bijvoorbeeld is niet beter te krijgen als 1:3. Daarbuiten lijkt het me beter als er een balanced/unbalanced transformatie plaats vind.

Nu denk ik zo, als de balun goed is in de 1:1 verhouding dan is het zo om te zetten naar 1:4. Kwestie van een draadje om solderen. Dan ga ik er van uit dat het dan zou moeten werken bij gebrek aan betere meetapparatuur en kennis. Maar misschien zit ik er wel totaal naast?

pc1mb
Berichten: 2423
Lid geworden op: 05 sep 2011, 16:30
Roepletters: PC1MB
Locatie: JO22pe

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#10 Bericht door pc1mb »

Prima gedachte, eerst de 1:1 werkend krijgen voor je hem ombedraad naar 1:4.

Maar dan zit je mogelijk toch echt met een stuk ongewenste transformatie omdat je 75 ohm coax gebruikt. Naarmate de frequentie hoger wordt is het effect daarvan sterker omdat de electrische lengte van je coax meer golflengtes gaat beslaan. En dat is precies wat je in je metingen ziet gebeuren.

pe5t
Berichten: 1554
Lid geworden op: 20 apr 2010, 08:35

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#11 Bericht door pe5t »

Als ik de schema's goed begrijp, dan gaat het bij de 1:1 versie om een trifilaire trafo. Geen ringkern versie (misschien wel de meest gebruikte balun in de amateurwereld) maar een luchtspoel, waarbij 2 van de 3 wikkelingen door de binnen- en buitengeleider van een rol coax worden gevormd. De derde wikkeling is ook een stuk coax, maar daarvan wordt alleen de buitengeleider gebruikt (mag ook de binnengeleider zijn, of samen of een andere draad).
De karakteristieke impedantie van de coax speelt hierbij geen rol. Het gaat om zelfinductie en de koppeling van de windingen.

Maak je er een 1:4 balun van dan stap je over op een ander principe, n.l dat van de guanella balun. Dat is geen spanningstrafo maar een common mode choke. Elk van beide coaxspoelen wordt dan een guanella. Wil je daarmee 50 Ohm naar 200 Ohm transformeren dan zou de coax eigenlijk een karakteristieke impedantie van 100 Ohm moeten hebben. Aan de 50 Ohm kant staan die twee spoelen parallel en aan de 200 Ohm kant in serie.
Als de kabels geen 100 Ohm maar wel heel erg kort zijn t.o.v. de golflengte dan heb je misschien nog een aardige aanpassing, maar als de kabels lang zijn t.o.v. de golflengte, dan gaan ze de impedantie van de belasting transformeren en dan gaat de swr aan de haal.

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2530
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#12 Bericht door PA3DJS »

pe5t schreef:Als ik de schema's goed begrijp, dan gaat het bij de 1:1 versie om een trifilaire trafo. Geen ringkern versie (misschien wel de meest gebruikte balun in de amateurwereld) maar een luchtspoel, waarbij 2 van de 3 wikkelingen door de binnen- en buitengeleider van een rol coax worden gevormd. De derde wikkeling is ook een stuk coax, maar daarvan wordt alleen de buitengeleider gebruikt (mag ook de binnengeleider zijn, of samen of een andere draad).
De karakteristieke impedantie van de coax speelt hierbij geen rol. Het gaat om zelfinductie en de koppeling van de windingen.
Je begrijpt het aardig goed (als je doelt op de uitvoering in mijn eerste bijdrage). Het signaal gaat door de twee wikkelingen bestaande uit de coaxmantel en binnengeleider. De impedantie van de coax is van belang (50 Ohm voor een 50 Ohm systeem). De derde wikkeling (het stuk draad of mantel van coax) zorgt ervoor dat de constructie zuiver gebalanceerd wordt.

De karakteristieke impedantie van de coax voor de derde wikkeling maakt inderdaad niet uit.

Wikkel je de twee coaxen door/over elkaar heen op dezelfde PVC pijp, dan is het gedrag meer dat van een gewone spanningstransformator. Wikkel je de coaxen los (dus niet gekoppeld met elkaar), dan heb zowel CM onderdrukkig, als perfecte balancering.

Voor de ferrietliefhebbers, je kunt dit soort 1:1 baluns ook op ferriet doen.


De Guanella 1:4 versie ontleent zijn werking aan de CM impedantie van de niet onderling gekoppelde coaxwikkelingen. Die impedantie moet veel hoger zijn dan de systeemimpedantie, omdat deze constructie van zichzelf niet zuiver gebalanceerd is.

In plaats van 91 Ohm coax, kun je ook twee parallele draden gebruiken (eventueel getwist). Afhankelijk van de relatieve dikte van de isolatie, kun je aardig in de buurt van 100 Ohm komen. Die 100 Ohm is nodig voor een 1:4 Guanella balun voor een 50 Ohm systeem.

Gebruikersavatar
PE4BAS
Berichten: 961
Lid geworden op: 25 dec 2005, 23:30
Roepletters: PE4BAS
Locatie: Roodeschool
Contacteer:

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#13 Bericht door PE4BAS »

Als de kabels geen 100 Ohm maar wel heel erg kort zijn t.o.v. de golflengte dan heb je misschien nog een aardige aanpassing, maar als de kabels lang zijn t.o.v. de golflengte, dan gaan ze de impedantie van de belasting transformeren en dan gaat de swr aan de haal.
Oke, duidelijk verhaal. Ik wil de 1:4 balun gebruiken tussen autotuner en antenne. Maakt dus niet uit of het 50 Ohm is. M.a.w. het moet gewoon transformeren en unbalanced/balanced doen. Maar wil wel weten of ik de balun goed gemaakt heb. Ik denk, gezien mijn meetresultaten. dat ik het wel goed gedaan heb. Echter ik vraag me af of het systeem dan wel werkt op zeg maar 21-28 MHz zonder al te veel verliezen? Of zou ik beter gewoon een ferriet versie kunnen maken?

Het leek me wel een makkelijke constructie en bovenal relatief goedkoop zo een luchtbalun. Echter het roept veel vragen op...
PA0FRI geeft aan dat de balun gemaakt met 75 Ohm kabel minder verliezen geeft, geld dit voor het hele HF gebied?

pc1mb
Berichten: 2423
Lid geworden op: 05 sep 2011, 16:30
Roepletters: PC1MB
Locatie: JO22pe

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#14 Bericht door pc1mb »

pe5t schreef: De karakteristieke impedantie van de coax speelt hierbij geen rol. Het gaat om zelfinductie en de koppeling van de windingen.
Dat is een theorie. Maar je verwaarloost dan wel even de aanzienlijke capaciteit tussen de windingen, en de flink ongelijke onderlinge koppelingen ertussen. Trifilair is toch wel anders.
Ik denk dat je transmissielijn-effecten niet zomaar kunt uitsluiten zonder dat met metingen te bevestigen.

PD2JHP
Berichten: 293
Lid geworden op: 03 jan 2007, 22:08
Locatie: WADDINXVEEN
Contacteer:

Re: 1:1 luchtbalun (geen choke uitvoering)

#15 Bericht door PD2JHP »

Geïnteresseerden,

Kijk ook eens op de site van G3TXQ (SK):

http://www.karinya.net/g3txq/chokes

73 de PD2JHP
Making a contact is great; to be friends is greater... Try to help each other!

Life should NOT be a journey to the grave with the intention of arriving safely in an attractive and well preserved body.
Rather we should skid in sideways - Chardonnay in one hand - chocolate in the other - body thoroughly used up, totally worn out and screaming "WHO HA, What a Ride"! HI HI

Plaats reactie