Koleżankom i Kolegom Radioamatorom, Krótkofalowcom,
Konstruktorom i Waszym Rodzinom – w tych trudnych czasach –
po dotkliwej awarii naszego forum
Pogodnego czasu po Bożym Narodzeniu,
Dosiego Nowego Roku
oraz Radosnych Trzech Króli

Życzy Zespół Home Made

Ocena wątku:
  • 0 głosów - średnia: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Balun Prądowy 1:1 - Jak prawidłowo zbudować ?
#71
Na początek porównanie: przewody sieci energetycznej jedynie przewodzą prąd, a jego źródłem jest generator w elektrowni. Podobnie jest z anteną. Źródłem zakłóceń emitowanych przez antenę nie jest antena tylko nadajnik. Oczywiście wadliwa antena przyczynia się do powstawania zakłóceń, ale nie jest ich źródłem. Najpopularniejszym przyrządem wśród nadawców jest SWR-miarka. Każdy nadawca chcąc ochronić swój często bardzo drogi sprzęt, sprawdza dopasowanie miedzy nadajnikiem a systemem antenowym. Więc gdy miernik pokazuje prawie 1, to można sadzić z dużą dozą prawdopodobieństwa, że antena jest OK. Jednak niektóre nasze stacje emitują zakłócenie.
Najpierw o sprzęcie fabrycznym. Każda radiostacja posiada: szybkie ALC, wieloobwodowe filtry LPF, wbudowane systemy pomiarowe SWR oraz końcowy wzmacniacz PA wykonany z „zapasem mocy”(o sprawdzonej konstrukcji). Sprawny nadajnik na 100% nie będzie emitował zakłóceń. Ale czytamy na różnych forach, że niektórzy koledzy zmieniają punkty pracy i w nadajniku 100W osiągają moc 150 czy 200 W. To są potencjalni „zakłócacze”.
Jednak najwięcej zakłóceń emituje sprzęt wykonany własnoręcznie. Zaczynając od końcówek mocy 1 kW, a kończąc na sprzęcie QRP.
Główne przyczyny to nieprawidłowa konstrukcja elektryczna (a nawet mechaniczna), źle dobrane tranzystory nadawcze, nieprawidłowy druk płytki, przesterowanie wzmacniacza. Ponieważ jest to forum HM i głownie walczymy z nadajnikami małej mocy (max 20 W) skupię się na tych konstrukcjach.
Najczęstszym błędem konstruktora jest chęć na tranzystorze 10 W wykonać nadajnik prawie 10 W. Tak się nie da. Z mojego doświadczenia wynika, że jak posiadamy tranzystor o określonej mocy OUTPUT to maksymalnie osiągniemy połowę tej mocy (przy czystym sygnale na wyjściu). Niektóre tranzystory nie maja wyspecyfikowanego tego parametru, tylko moc całkowitą traconą w kolektorze. Na takim tranzystorze osiągniemy moc wyjściową max ¼ mocy TOTAL. Takie rozważanie ma zastosowanie do konstrukcji szerokopasmowych. Wzmacniaczami rezonansowymi rządza inne mechanizmy i osiągniemy większe moce. Ten temat szczegółowo omówił SP2JQR w swoich postach o wzmacniaczach.
Wykonywałem wzmacniacz w układzie przeciwsobnym na IRF520. Gdy były tylko 2 tranzystory wszystko było OK. Jak zwiększyłem ich ilość o kolejne 2, pojawiło się wzbudzenie o mocy prawie 3 W na częstotliwości ok. 170 MHz. Jak to możliwe, przecież te tranzystory na tej częstotliwości nie powinny już pracować. Wzbudzenie znikało gdy na wyprowadzenia bramek tranzystorów nakładałem perełki ferrytowe, lub w szereg z bramkami dawałem oporniki 4,7 Oma. To jest klasyczny przykład źródła zakłóceń które wystąpią nawet przy idealnym dopasowaniu anteny.
Projektując PCB wzmacniacza musimy pamiętać o ścieżkach mas i zasileń, oraz aby wejście nie znajdowało się obok wyjścia wzmacniacza. Patrząc na niektóre płytki gotowych urządzeń zastanawiamy się kto je projektował. Prawda jest taka że prototyp robił konstruktor, a płytkę projektowała osoba która z wcz. ma niewiele wspólnego. I się okazuje że masa do tranzystora końcowego doprowadzona jest długą ścieżką często przebiegająca pod newralgicznymi miejscami tego wzmacniacza. Jest wiele opisów jak zmodyfikować takie PCB, aby nadajnik pracował bez wzbudzeń. Klasycznym przykładem są opisy zamieszczone przez Henryka SP2JQR w Świecie Radio, co zrobić aby wzmacniacz Antka dawał większa moc i pracował stabilnie.
Może to co napisałem jest „psu na budę” ale pewno znajda się też tacy którzy wezmą te moje „wypociny” do serca.
Reasumując: PA musi pracować w linowym zakresie charakterystyki tak aby obciążenie anteną w zakresie 25 – 100 Om nie przesuwało charakterystyki pracy wzmacniacza poza zakres liniowy. Związane jest to z zapasem mocy w tranzystorach PA.
Odpowiedz
#72
Wiele już zostało napisane na temat balunów, ale ja miałem lekki niedosyt konkretnych danych liczbowych. Korzystając z chwili bezmyślnej aktywności postanowiłem pobawić się w konstruktora balunów, he he. Wyciągnąłem swoje toroidy "nołnejm" z szuflady i zacząłem kombinować. Aby uzyskać możliwie wysoką indukcyjność przy małej ilości zwojów skleiłem 4 sztuki i wyszło, że Al takiego składaka wynosi 1700nH/N2. Nawinąłęm 6zw bardzo tanim rg58 uzyskując 60,7uH. Schemat i pomiar poniżej:

   

   

Zrobiłem także próbę dla 4zw (27,5uH) ale wykres się praktycznie nie różnił. Dla takiego dławika nawiniętego linią 50om istnieje pewna zwojowa dowolność (choć aby dławik dostatecznie tłumił, reaktancja powinna wynosić więcej jak 500om o czym wspomniano w poprzednich postach).

Dowinąłem zatem trzecie uzwojenie drutem DNE według schematu:

   

I tu już nie było tak wesoło Cool
Przy 6-sciu zwojach (60,7u) rezultat jest następujący:

   

Jako, że więcej koncentryka się zmieścić nie dało, zwiększyłem tylko ilość zwojów samego druta DNE do 10 co dało 170uH. Oto efekt:

   

Jest nieźle Smile Docelowo muszę tylko zmienić marnej jakości rg58 (który się nie nadaje na ten rdzeń z racji dużego promienia zgięcia) na cienki teflon.

Jeszcze tylko zdjęcie poglądowe "obiektu zainteresowań":

   


Późno już więc epikryzy nie będzie Angel
Zmagań balunowych ciąg dalszy Big Grin


Wykonałem pomiary opisane w dokumencie podrzuconym przez Adama sp5fcs z tego postu.

   

Zgodnie z tym schematem podpiąłem moje baluny do układu. R1=50 omów, R2=100 omów. Za pomocą oscyloskopu mierzyłem napięcia jakie się odkładają na rezystorach. Na pierwszy ogień poszedł balun prądowy czyli 6 zwojów rg58.

   

Jak widać napięcie na rezystorze 100om jest 2 razy większe jak te, które się odkłada na 50 omach. Z godnie z prawem Ohma, prąd w układzie płynie jednakowy. Wyjście jest symetryczne i balun spełnia swoje zadanie Big Grin


Balun numer dwa, to 6zwojów koncentryka z linią sprzęgającą -> 6 zw. drutu DNE. Taki balun jest bezapelacyjnie napięciowy:

   

Napięcia które się odkładają na różnych opornościach są równe a to oznacza, że płyną tam różne prądy! Symetryzacja nie zachodzi.



Jeszcze jest trzecia "opcja" opisana we wcześniejszym mym poście czyli 6zw rg58 i 10zw DNE:

   

Takiego dziwoląga chyba nie powinno się stosować Tongue



Z pozdrowieniami,
Łukasz SQ4RNF
Odpowiedz
#73
Witam czy ktoś mi podpowie jak wykonać Balun 1:12
Odpowiedz
#74
Zobacz tu i przeczytaj drugi dokument pdf - ten większy.
Na początku artykułu jest opis jak wykonać transformatory o przełożeniach od 1:1.36 do 1:20.

Norbert SQ5OUX
Odpowiedz
#75
(01-04-2012, 0:19)SQ4RNF napisał(a): [...] Balun numer dwa, to 6zwojów koncentryka z linią sprzęgającą -> 6 zw. drutu DNE. Taki balun jest bezapelacyjnie napięciowy:
Napięcia które się odkładają na różnych opornościach są równe a to oznacza, że płyną tam różne prądy! Symetryzacja nie zachodzi.[...]


Cześć,

Dawno mnie tu nie było ;-)

Innymi słowy większość opisywanych balunów w sieci to baluny napięciowe. Często czytałem o dodaniu "linii sprzęgającej" eliminującej elektrostatykę ;-)
Dziękuję Łukasz za pomiary bo nie mam dostępu do oscyloskopu :-)



Kawałek czasu temu obiecałem zamieścić pomiary odcinka kabla RG-58, który miał być użyty do budowy baluna. Do pomiaru użyłem 1,1m odcinka RG-58 C/U MIL-C-17F firmy Belden (podobno oryginał wyprodukowany w europie).

   
Na rysunku wyżej widać pomiar dla częstotliwości od 1 MHz do 180 MHz.

   
A tutaj widać wycinek od 1 MHz do 30 MHz

Dla odmiany poniżej przypominam pomiar baluna wykonanego z pary drutów DNE 1,1 mm (sprzężonych ze sobą za pomocą rurki termokurczliwej) oraz rdzenia o niewiadomych parametrach.

   
Wykonanie baluna

   
Pomiary

Wnioski. Moim zdaniem dobrego RG-58 można użyć do instalacji czasowych i dla większych mocy. Na znanym portalu aukcyjnym można czasem trafić RG-58-podobny, ale w wersji teflonowej. Metr tego kabla kosztuje majątek. Niestety, ale na razie nie dysponuję takim kablem. Może w przyszłości... Wink

Ku uciesze innych i utrapieniu reszty tematu balunów jeszcze nie zakończyłem. Na razie jestem zajęty innymi aspektami naszego niezwykle interesującego hobby. Zatem nasz "ulubiony ciąg dalszy" nastąpi... ale w nieco zwolnionym tempie.

Pozdrawiam Czytających
Robert
* Moje miejsce w sieci www.sq5stz.info
Odpowiedz
#76
Zainspirowany pytaniem Jarka SP3SWJ: "a dlaczego nie chcecie nawijać cienkim koncentrykiem?" kupiłem od znanej podwarszawskiej firmy handlującej złomem wojskowym cienki brązowy koncentryk. Cena tego koncentryka raczej nie zachęca do zakupu, ale jakość kompensuje wydane pieniądze Tongue Nawinąłem na moim "obiekcie zainteresowań" (zdj. rdzenia w poprzednim poście) 6 zwojów i okazało się, że analizator praktycznie nie widzi baluna. Swr jest minimalny w całym zakresie Big Grin Aktualnie balun jest w użytku, jak będę nawijał drugi, zrobię zdjęcie i wrzucę zrzut z pomiaru.
Z pozdrowieniami,
Łukasz SQ4RNF
Odpowiedz
#77
Witam szanownych Kolegów!

Popełniłem ostatnio balun: na rdzeniu F82 nawinąłem trifilarnie 12 zwojów (11uH). Podłączyłem rezystor 51 Ohm i zmierzyłem:

   
   
   

Interesuje mnie jedynie pasmo 80m
SWR wyszedł 1.28 i gwałtownie rośnie powyżej 4MHz. Czy przyczyną tego mogą być cienkie przewody uzwojenia? (wzięte z komputerowej skrętki)
Odpowiedz
#78
Rainbow 
Cześć Przemek,

Ja tu co prawda nie robię za eksperta, ale tak na mój chłopski rozum Wink ...

(20-06-2012, 15:00)SQ8NYK napisał(a): Popełniłem ostatnio balun: na rdzeniu F82 nawinąłem trifilarnie 12 zwojów (11uH). Podłączyłem rezystor 51 Ohm i zmierzyłem: (...)
Interesuje mnie jedynie pasmo 80m
SWR wyszedł 1.28 i gwałtownie rośnie powyżej 4MHz. Czy przyczyną tego mogą być cienkie przewody uzwojenia? (wzięte z komputerowej skrętki)

Widzę, że nawinąłeś balun napięciowy. Ja z napięciowych jestem noga a poza tym napięciowy stosuje się raczej w idealnych warunkach antenowych a wtedy... taki balun spełnia swoje zadanie.

SWR może wynikać również ze słabego sprzężenia między sobą linii (drutów) transmisyjnej, którą użyłeś do nawinięcia baluna. Może również przenikalność rdzenia jest za mała lub za duża ?! Rezystor który podłączyłeś ma sporą indukcyjność i pojemność więc wyniki pomiarów mogą być zafałszowane. Proponuję podłączyć sztuczne obciążenie z prawdziwego zdarzenia (można kupić już za 30 zł). Drut używany w skrętce komputerowej może mieć niewystarczającą izolację i jak przyłożysz 50W to mogą być przebicia.

Proponuję przejść na początek wątku i znaleźć tych kilka wzorów do obliczenia baluna a potem użyć przewodu nawojowego 0,9 mm - 1mm w podwójnej emalii i sprzęgnąć dwa druty razem w rurce termokurczliwej. Ostatnio użyłem dwóch rurek termokurczliwych (większej i mniejszej) aby przewody nie rozjechały się pod wpływem ciepła. Co do rdzeni to Amidony FT114-43 (FT240-43) dla 7MHz - 28MHz lub lepiej FT114-77 (FT240-77) dla niższych 1,8MHz - 7MHz sprawdzają się w warunkach bojowych i spokojnie można przez taki balun przepuścić 100W. Konstrukcja sprawdzona i powtarzalna.

Kolegów bardziej doświadczonych proszę o uwagi i ewentualną korektę mojej wypowiedzi.

3VSie Smile
Robert SQ5STZ/2
* Moje miejsce w sieci www.sq5stz.info
Odpowiedz
#79
Najprzod zmierz sam rezystor aby potem ewentualnie skorygowac wyniki pomiarow.
Ja stawiam na pojemnosci pasozytnicze (duza ilosc zwojow). Sprobuj odwinac troche i wtedy zmierzyc;
powinno sie poprawic na wyzszych p
asmach.
Z pozdrowieniami,
Łukasz SQ4RNF
Odpowiedz
#80
Moc jakiej używam to 20W. Wyższe pasma mnie nie interesują, ponieważ posiadam jedynie Taurusa na 80m i to moje jedyne radio. Spróbuję nawinąć mniej zwojów przewodami zaciśniętymi w termokurczce.

Po zmierzeniu samego rezystora wskazówka odbitej praktycznie się nie wychyla (SWR= 1.0)
Odpowiedz


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości