B A L U N S Γπάυει ο Ντίνορ Νομικόρ SV1GK ΕΘΣΑΓΩΓΗ Όινη γλσξίδνπκε , όηη ην απιό δίπνιν ι/2 είλαη κία θεξαία εύθνιε θαη ζηνλ ππνινγηζκό θαη ζηελ θαηαζθεπή ηεο , κπνξεί λα ηνπνζεηεζεί από έλα κόλν άηνκν θαη δελ απνγνεηεύεη ζρεδόλ πνηέ ηνλ ξαδηνεξαζηηέρλε. Παξ’ όια απηά όκσο έρεη θαη απηή ηα κπζηηθά ηεο. Σρεδόλ όινη καο μεθηλήζακε , θηηάρλνληαο ζαλ πξώηε θεξαία έλα απιό ζπξκάηηλν δίπνιν , ηξνθνδνηώληαο ην ζην κέζνλ ηνπ απ’ επζείαο κε έλα θαιώδην coaxial. Τόηε δελ είρακε νύηε ηηο γλώζεηο , αιιά νύηε θαη ηελ εκπεηξία ώζηε λα αλαξσηεζνύκε αλ ε ζπλδεζκνινγία απηή ήηαλ ζσζηή . Απηό πνπ καο ελδηέθεξε ήηαλ λα βγνύκε γξήγνξα «ζηνλ αέξα» . Αιιά ηη ήηαλ απηό πνπ δελ θάλακε ζσζηά ; Όπσο ήδε γλσξίδνπκε ην δίπνιν είλαη κία ζύκκεηξε θεξαία , ελώ ην coaxial είλαη κία αζύκκεηξε γξακκή κεηαθνξάο . Αο ππνζέζνπκε ινηπόλ όηη έρνπκε ζπλδέζεη έλα θαιώδην coaxial απ’ επζείαο ζην κέζνλ ελόο δηπόινπ (Σρήκα 1) . Όηαλ αξρίδνπκε λα εθπέκπνπκε , ηόηε ζηελ γξακκή κεηαθνξάο δεκηνπξγνύληαη δύν ξεύκαηα , ην Ι1 πνπ θηλείηαη ζηνλ θεληξηθό αγσγό ηνπ coaxial θαη κεηαθέξεηαη ζην έλα ζθέινο ηνπ δηπόινπ θαη ζην ξεύκα Ι2 πνπ θηλείηαη ζηελ εσωτεπική πλεςπά τος μπλεντάζ ιόγσ ηνπ επηδεξκηθνύ θαηλνκέλνπ . Ιαλνληθά ηα ξεύκαηα Ι1 θαη Ι2 δεκηνπξγνύλ πεδία πνπ εμνπδεηεξώλεη ην έλα ην άιιν (5-9 report ηεύρνο 54) . Όκσο όηαλ κία αζύκκεηξε γξακκή κεηαθνξάο , όπσο ην coaxial , ηξνθνδνηεί απ’ επζείαο κία ζύκκεηξε θεξαία , όπσο ην δίπνιν , ηόηε ην ξεύκα Ι2 όηαλ θηάλεη ζην ζεκείν πνπ ζπλδέεηαη ην κπιεληάδ κε ην άιιν ζθέινο ηνπ δηπόινπ , ρσξίδεηαη ζε δύν ξεύκαηα , ην Ι3 πνπ δηαξξέεη ην ζθέινο ηνπ δηπόινπ θαη ην Ι4 , πνπ δηαξξέεη ην κπιεληάδ , αλλά από την εξωτεπική τος πλεςπά αςτή τη υοπά . Απηό έρεη ζαλ απνηέιεζκα ην εμσηεξηθό κέξνο ηεο ζσξάθηζεο ηνπ coaxial λα ιεηηνπξγεί ζαλ θεξαία , δειαδή λα αθηηλνβνιεί , πξάγκα πνπ πξνθαιεί ηελ δεκηνπξγία παξεκβνιώλ TVI , RFI ,θιπ .Επίζεο αιιάδεη ε ζύλζεηε αληίζηαζε ηνπ δηπόινπ , κε ζπλέπεηα λα δεκηνπξγνύληαη ζηάζηκα , ελώ ζπγρξόλσο επεηδή ην ξεύκα Ι4 θαηεβαίλεη πξνο ηνλ πνκπό , πεξλάεη ζην ζύζηεκα γείσζεο ηνπ ζηαζκνύ θαη αλ κάιηζηα έρνπκε κεγάιε ηζρύ , ππάξρεη πεξίπησζε ε κεηαιιηθή θάςα ηνπ κηθξνθώλνπ λα ηηλάδεη ηα ρείιε καο όηαλ αθνπκπνύλ ζ’ απηό . Σηελ πεξίπησζε κάιηζηα πνπ έρνπκε πςειά ζηάζηκα , έλαο ηξόπνο γηα λα θαηαιάβνπκε αλ πξνέξρνληαη από ηελ παξαπάλσ αηηία , είλαη λα θάλνπκε ηα εμήο : Πξώηα κεηξάκε ηα ζηάζηκα , ζηελ ζπλέρεηα θόβνπκε γύξσ ζην 1-1,5 κέηξν από ηελ γξακκή κεηαθνξάο (ηελ θνληαίλνπκε) θαη μαλακεηξάκε ηα ζηάζηκα . Αλ βξνύκε όηη έρνπλ δηαθνξεηηθή ηηκή από ηελ πξνεγνύκελε κέηξεζε , ζεκαίλεη όηη ηα ζηάζηκα απηά έρνπλ δεκηνπξγεζεί από ην ξεύκα Ι4 θαη ζπγρξόλσο θακία από ηηο δύν κεηξήζεηο δελ δείρλεη ζσζηή έλδεημε . Πξνθεηκέλνπ ινηπόλ λα μεπεξάζνπκε όια ηα παξαπάλσ πξνβιήκαηα δελ έρνπκε παξά λα εκπνδίζνπκε ηελ δεκηνπξγία ηνπ ξεύκαηνο Ι4 πνπ δηαξξέεη ηελ εμσηεξηθή επηθάλεηα ηνπ coaxial θαη ν κόλνο ηξόπνο γηα λα ην επηηύρνπκε απηό , είλαη λα παξεκβάινπκε αλάκεζα ζηελ γξακκή κεηαθνξάο θαη ζην δίπνιν έλα balun . Τη είλαη όκσο ην balun ; Η ΙΣΤΟΡΙΑ Τν balun είλαη κία ιέμε πνπ δεκηνπξγήζεθε από ηα αξρηθά γξάκκαηα ησλ ιέμεσλ Balanced – Unbalanced θαη δελ είλαη ηίπνηε άιιν παξά έλα απιό θύθισκα πνπ ιεηηνπξγεί ζαλ ηζόθ , ώζηε λα εκπνδίδεη ηελ δεκηνπξγία ηνπ ξεύκαηνο Ι4 , πνπ εκθαλίδεηαη όηαλ ζπλδέεηαη κία αζύκκεηξε γξακκή κεηαθνξάο ζε κία ζύκκεηξε θεξαία . Σπγρξόλσο , κε ηελ ρξήζε ηνπ balun κπνξνύκε λα επηηύρνπκε πξνζαξκνγέο δηαθνξεηηθώλ ζπλζέησλ αληηζηάζεσλ κεηαμύ ηεο θεξαίαο θαη ηεο γξακκήο κεηαθνξάο θαη κάιηζηα γηα έλα κεγάιν εύξνο ζπρλνηήησλ (broadband) . Η πξώηε αλαθνξά κίαο ηέηνηαο θαηαζθεπήο αλαθέξεηαη ζην πεξηνδηθό « BraunBoveri Review » ην 1944 από ηνλ G. Guanella , έλαλ ηερληθό ησλ Bell Laboratories , ν νπνίνο αλαθάιπςε έλαλ κεηαζρεκαηηζηή πξνζαξκνγήο κε ιόγν 16:1 . Λεξηθά ρξόληα αξγόηεξα θαη ζπγθεθξηκέλα ηνλ Αύγνπζην ηνπ 1959 δεκνζηεύεηαη ζην πεξηνδηθό « Proceedings of the IRE » έλα άξζξν ηνπ C. L. Ruthroff , ζπλάδειθν ηνπ G. Guanella ζηα Bell Labs , κε ηίηιν «Some Broad Band Transformers» θαη πνπ αλαθεξόηαλ ζε baluns κε ιόγν ζπλζέησλ αληηζηάζεσλ 1:1 , 1:4 , θιπ . Φηάλνπκε ινηπόλ ζην 1964 όπνπ ν Richard H. Turrin (Dick) – W2IMU κε έλα άξζξν ηνπ ζην QST, θάλεη γλσζηά ηα baluns επξύηεξα ζην ξαδηνεξαζηηερληθό θνηλό. Από ηόηε κέρξη ζήκεξα ηα baluns όρη κόλν έρνπλ γίλεη γλσζηά αιιά έρνπλ εμειηρζεί θαη εηδηθά ζηηο κέξεο καο ρξεζηκνπνηνύληαη επξύηαηα . Η ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΩΝ BALUNS Όπσο γλσξίδνπκε ην ηδαληθό πνιηθό δηάγξακκα ελόο δηπόινπ είλαη ζαλ απηό ηνπ (Σρήκαηνο 2) . Αλ ηξνθνδνηήζνπκε όκσο ην δίπνιν θαη’ επζείαλ κε έλα θαιώδην coaxial , ηόηε ην παξαπάλσ πνιηθό δηάγξακκα παξακνξθώλεηαη θαη εκθαλίδεη κία εηθόλα ζαλ απηή ηνπ (Σρήκαηνο 3) . Αλ όκσο παξεκβάινπκε έλα balun αλάκεζα ζηελ αζύκκεηξε γξακκή κεηαθνξάο θαη ζην δίπνιν , ηόηε ε θακπύιε ηνπ δηαγξάκκαηνο δηνξζώλεηαη θαη κνηάδεη κε απηήλ ηνπ (Σρήκαηνο 4) . Έηζη ινηπόλ , κε ηελ ρξήζε ελόο balun , πεηπραίλνπκε θαιιίηεξε πξνζαξκνγή ηεο θεξαίαο , εμάιεηςε ησλ TVI θαη RFI , θαζώο θαη έλα πνιύ θαιό δηάγξακκα εθπνκπήο Υπάξρνπλ δύν είδε baluns , ηα coaxial baluns , δειαδή απηά πνπ ρξεζηκνπνηνύλ ηελ ίδηα ηελ γξακκή κεηαθνξάο θαη ηα baluns πνπ ρξεζηκνπνηνύλ εηδηθά πελία κε θεξίηε . ΙΑΤΑΣΙΕΥΕΣ Α. BALUNS COAXIAL BALUNS BALUN 1:1 Τα baluns απηνύ ηνπ είδνπο θαηαζθεπάδνληαη από ην ίδην coaxial πνπ είλαη θαη ε γξακκή κεηαθνξάο θαη απνηεινύλ ζπλέρεηά ηεο . Έρνπλ κνξθή πελίνπ θαη ηνπνζεηνύληαη όζνλ ην δπλαηόλ θνληύηεξα ζην δίπνιν (Σρήκα 5). Επί πιένλ , παξνπζηάδνπλ ην κεγάιν πιενλέθηεκα ηεο εύθνιεο θαη θηελήο θαηαζθεπήο . Έλα ηέηνην balun κε ιόγν ζπλζέησλ αληηζηάζεσλ 1:1 , κπνξεί λα θαηαζθεπαζηεί ηπιίγνληαο 18 ζπείξεο θαισδίνπ coaxial (RG-213 , H-2000 , θιπ) ζε ζσιήλα PVC δηακέηξνπ 120 mm θαη θαιύπηεη ηηο κπάληεο από ηα 80 – 10 κέηξα (Σρήκα 6) . Αλ ζέιεηε λα θαιύπηεη θαη ηα 160 κέηξα δελ έρεηε παξά λα πξνζζέζεηε κεξηθέο ζπείξεο αθόκε . Εηδηθά αλ ε θεξαία καο είλαη κόλν γηα ηα 20-15-10 κέηξα ηόηε 7 ζπείξεο είλαη αξθεηέο . Απηό πάλησο πνπ πξέπεη λα ηνλίζνπκε είλαη όηη απηνύ ηνπ είδνπο ην balun πξέπεη λα ηπιίγεηαη ζε κνξθή πελίνπ γύξσ από ηελ ζσιήλα PVC θαη όρη λα ηπιίγεηαη ππό κνξθή θνπινύξαο , γηαηί έηζη έρεη θαιιίηεξε απόδνζε ζηηο πςειέο ζπρλόηεηεο . BALUN 4:1 Έλα ηέηνην balun είλαη θαηάιιειν κόλν γηα κία κπάληα , γη’ απηό θαη ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο ζηα VHF , ε ζπλδεζκνινγία ηνπ θαίλεηαη ζην (Σρήκα 7) θαη κεηαηξέπεη κία αζύκκεηξε γξακκή ζύλζεηεο Ζ0 , ζε κία ζύκκεηξε πνπ έρεη ζύλζεηε αληίζηαζε 4Ζ0 , γη’ απηό θαη ιέκε όηη έρεη ιόγν 4:1 . αληίζηαζεο Τν κήθνο ηνπ πξόζζεηνπ ηκήκαηνο ηνπ coaxial είλαη : L=ι/2 θαη γηα λα ππνινγίζεηε ην ειεθηξηθό ηνπ κήθνο ζα ρξεζηκνπνηήζεηε ηνλ ηύπν : L=ι/2 επί ηνλ velocity factor ηνπ coaxial (5-9 report ηεύρνο 58) . Υπάξρνπλ πνιινί ηύπνη baluns πνπ θαηαζθεπάδνληαη από θαιώδην coaxial , κάιηζηα κία αξθεηά κεγάιε ζπιινγή από απηά ππάξρεη θαη ζην βηβιίν ηεο Collins “Fundamentals of Single Sideband”, θεθ. 10 θαη είλαη γλσζηά ζαλ Collins Baluns . Β. BALUNS ΜΕ ΦΕΡΙΤΗ Απηνύ ηνπ είδνπο ηα baluns ρξεζηκνπνηνύλ εηδηθά πελία ηπιηγκέλα ζε ππξήλα θαηάιιεινπ πιηθνύ θαη κπνξεί λα έρνπλ ζρήκα θπιηλδξηθό (rod core) ή δαθηπιηνεηδέο (toroid core) . Είλαη απιέο θαηαζθεπέο , κηθξά ζε κέγεζνο , έρνπλ ην πιενλέθηεκα όηη είλαη broadband θαη θπθινθνξνύλ ζε πνιινύο ιόγνπο κεηαζρεκαηηζκνύ , όπσο 1:1 , 1,5:1 , 4:1 , 6:1 , 9:1 θιπ. Σαο παξαζέησ ηξείο ραξαθηεξηζηηθέο θαη εύθνιεο θαηαζθεπέο πνπ ρξεζηκνπνηνύλ toroid core θαη πνπ αλαθέξνληαη ζην Antenna Book ηεο ARRL , είλαη όιεο broadband θαιύπηνληαο ηηο ζπρλόηεηεο από 1,8 MHz – 60 MHz θαη αληέρνπλ ζε ηζρύ 1KW . BALUN 1:1 Σην (Σρήκα 8) θαίλεηαη έλα ηέηνην balun , θαζώο θαη ε ζπλδεζκνινγία ηνπ , ρξεζηκνπνηεί ππξήλα toroid ηύπνπ FT-240-43 ηεο Amidon θαη ζηνλ νπνίν είλαη ηπιηγκέλεο 10 ζπείξεο ηξηπινύ θαισδίνπ από ράιθηλν πεληόζπξκα εκαγηέ , δηακέηξνπ 1,6 mm . BALUN 4:1 Γηα λα πεηύρνπκε ιόγν κεηαζρεκαηηζκνύ 4:1 , ρξεζηκνπνηνύκε ην θύθισκα ηνπ (Σρήκαηνο 9) . Απνηειείηαη θαη απηό από ηνλ ππξήλα FT240-43 ηεο Amidon ζηνλ νπνίν είλαη ηπιηγκέλεο επίζεο 10 ζπείξεο δηπινύ θαισδίνπ από ην ίδην ζύξκα , όπσο θαη ηνπ πξνεγνύκελνπ balun , δηακέηξνπ 1,6 mm . BALUN 50:75 Ωμ Τν balun απηό είλαη θαηάιιειν γηα λα ηξνθνδνηήζεη δίπνια πνπ έρνπλ ζύλζεηε αληίζηαζε 75 Ωκ , ρξεζηκνπνηώληαο γηα γξακκή κεηαθνξάο θαιώδην coaxial 50 Ωκ . Η ζπλδεζκνινγία ηνπ θαίλεηαη ζην (Σρήκα 10) θαη ρξεζηκνπνηεί έλαλ ππξήλα toroid , ηύπνπ FT-20061 ηεο Amidon , ζηνλ νπνίν έρνπκε ηπιίμεη 6 ζπείξεο ηξηπινύ θαισδίνπ (ράιθηλν πεληόζπξκα εκαγηέ) , δηακέηξνπ 1,6 mm . Οη πξώηεο 3 ζπείξεο είλαη ηξηπιό θαιώδην θαη νη επόκελεο 3 γίλνληαη δηπιό . Οη ππθλσηέο είλαη : ν C1=100 pF silver mica θαη ν C2=10 pF silver mica . Όια ηα παξαπάλσ baluns κπνξνύλ λα κπνύλ ζε κηθξά αινπκηλέληα θνπηηά , ζηα νπνία αθνύ ηνπνζεηεζνύλ όια ηα εμαξηήκαηα θαη νη θνλέθηνξεο , ζα πξέπεη λα ζθξαγηζηνύλ κε ζηιηθόλε γηα λα κε κπνξεί λα εηζρσξήζεη ζε απηά θαη ε παξακηθξή πγξαζία . Ιαιόλ είλαη ν ππξήλαο λα ηπιηρηεί πξώηα κε κνλσηηθή ηαηλία πξηλ ηπιηρηνύλ ζ’ απηόλ ηα πελία θαη ζην ηέινο λα θνιιεζεί κέζα ζην θνπηί κε επνμηθή θόια ή κε ζεξκνθνιιεηηθή ζηιηθόλε . Φπζηθά κε μερλάηε , όπσο θαη ζε όιεο ηηο θαηαζθεπέο νη ζπλδέζεηο λα είλαη όζν ην δπλαηόλ θνληύηεξεο . U N U N Τα unun , κία ιέμε πνπ πξνέξρεηαη από ηα πξώηα γξάκκαηα ησλ ιέμεσλ Unbalanced – Unbalanced , είλαη θπθιώκαηα πνπ αλήθνπλ ζηνπο κεηαζρεκαηηζηέο πξνζαξκνγήο γξακκώλ κεηαθνξάο (transmission line transformers) . Κεηηνπξγνύλ ζαλ ηζνθ θαη ζαλ πξνζαξκνγείο ζπλζέησλ αληηζηάζεσλ , ηόζν δε ε είζνδόο ηνπο όζν θαη ε έμνδόο ηνπο είλαη αζύκκεηξεο . Έλα ηέηνην ραξαθηεξηζηηθό θύθισκα ελόο un-un θαίλεηαη ζηα (Σρήκαηα 11 θαη 12) θαη έρεη επηλνεζεί από ηνλ IV3SBE πξνθεηκέλνπ λα ηξνθνδνηήζεη κία θάζεηε θεξαία δηθήο ηνπ επηλόεζεο (Rybakov 806 multiband) . Ο ππξήλαο ηνπ πελίνπ είλαη toroid ηεο Amidon ηύπνπ T-200-2 (0-30 MHz) ή ηύπνπ T-200-6 (0-50 MHz) . Γηα ηελ θαηαζθεπή ηνπ πελίνπ παίξλνπκε 2,4 κέηξα ράιθηλνπ κνλσκέλνπ θαισδίνπ δηακέηξνπ 0,75 mm , ην δηπιώλνπκε ζηα δύν θαη ην ηπιίγνπκε ζηνλ ππξήλα , ζρεκαηίδνληαο 13-19 ζπείξεο . Λε πεξηζζόηεξεο ζπείξεο έρνπκε θαιιίηεξε απόθξηζε ζηηο ρακειόηεξεο κπάληεο. ΕΠΘΚΟΓΟΣ Σύκθσλα ινηπόλ κε όζα αλαθέξακε παξαπάλσ βιέπνπκε όηη ηα baluns είλαη απαξαίηεηα ζε όιεο ηηο ζύκκεηξεο θεξαίεο (δίπνια , yagi , loop θιπ.) , εθ’ όζνλ απηέο ζα ηξνθνδνηεζνύλ κε αζύκκεηξε νκναμνληθή γξακκή κεηαθνξάο . Τα πξώηα ρξόληα ηεο εκθάληζεο ηνπο ερξεζηκνπνηνύλην baluns voltage type , ηα νπνία δεκηνπξγνύζαλ ζηελ ζύκκεηξε έμνδό ηνπο δύν ηάζεηο ίζεο θαη αληίζεηεο , όηαλ όκσο αξγόηεξα εμειίρζεθαλ θαη βειηηώζεθαλ , δεκηνπξγήζεθαλ baluns current type , πνπ ζηελ ζύκκεηξε έμνδό ηνπο παξήγαγαλ δύν ξεύκαηα ίζα θαη αληίζεηα κε απνηέιεζκα λα ιεηηνπξγνύλ θαιιίηεξα . Ήδε από ην 1984 κέρξη ζήκεξα πνιινί θαηαζθεπαζηέο δεκηνύξγεζαλ κία πιεζώξα baluns όισλ ησλ ηύπσλ , κε ειάρηζηεο απώιεηεο , ηεο ηάμεο ησλ 0,2 dB , .ώζηε λα θαιύπηεηαη θαη ε παξακηθξή απαίηεζε ηνπ θάζε ξαδηνεξαζηηέρλε . Ντίνορ SV1GK
© Copyright 2024 Paperzz
