Balun, UnUn und Mantelwellensperren: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 15. März 2018, 18:56 Uhr

Allgemeines

BalUn und UnUn sind Transformationsglieder, bzw. (HF-) Trafos.

Man muss grundsätzlich unterscheiden zwischen einem Strombalun und einem Spannungsbalun. Wird ein Spannungsbalun verwendet, so muss in den meisten Fällen eine separate Mantelwellensperre verwendet werden. http://www.ib-haertling.de/amateurfunk/Strombalun.pdf

Webseite vom deutschen "BalUn-Papst": http://www.wolfgang-wippermann.de/inhaltbalun.htm http://www.wolfgang-wippermann.de/symmglied.htm

Unterschied Ferrit ("schwarze Kerne") und Eisenpulver ("rote Kerne"): Ferrit hat eine deutlich höhere Permeabilität: "Auf dem FT140-43 ergeben 2 Windungen eine vergleichbare Induktivität wie mit einem T200-2 mit 19 Windungen."[1] Balune mit Eisenpulverkern sind oft nicht so breitbandig, und werden zu niedrigeren Frequenzen hin schlecht. Wenn man so viele Windungen aufbringt, dass es auf 80 und 160m funktioniert, wird das SWR meißt am oberen Frequenzbereich schlecht.

Eisenpulver hat den Vorteil, dass es fast nicht in die Sättigung gefahren werden kann. Vorher wird die thermische Grenze des Kerns erreicht (d.h., bevor Verzerrungen entstehen, verliert der Kern die Permeabilität weil er die Curie-Temperatur erreicht hat).

Ferrit hat den Vorteil, dass man damit ohne weiteres sehr breitbandige Transformationsglieder bauen kann.

[1]http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=2626&pageNo=3&s=655cf4b5ebc2f1fe05db54a86ab70f572c7c1f97

Strombalun

Strombalun 1:1

Ein Strombalun 1:1 wirkt als Mantelwellensperre, da er Gleichtaktströme auf einer Zweidrahtleitung (oder Koaxialkabel) verhindert.

Er kann ausgeführt werden als Wicklung der Leitung auf einem oder mehreren Ferritkernen, oder durch Auffädeln von vielen Ferrithülsen auf die Leitung.

Ein Strombalun 1:1 kann für 50 Ohm ausgelegt sein (Wicklung mittels Koaxkabel oder zwei parallelgeschaltete Wicklungen von 100 Ohm Paralleldrahtleitung) oder für höhere Impedanzen durch Verwendung entsprechender Zweidrahtleitung.

Ein solcher 1:1 Transformator kann auch als Luftspule ausgeführt werden, die Anzahl Windungen und der Durchmesser sind aber "kritisch" und für jedes Band etwas unterschiedlich!

http://www.karinya.net/g3txq/chokes/choke_impedances.png Impedanzen verschiedener Ferrit- und Luft-Koaxdrosseln

http://vk6ysf.com/balun_guanella_current_1-1.htm Guanella 1:1 Strombalun

http://www.qsl.net/dk7zb/Baluns/current_balun.htm Koax auf Ferritkern

http://dg9mdm.darc.de/html/balun_1_1_nach_w1jr.html

http://www.qsl.net/dk7zb/Baluns/broadband.htm 1:1 Baluns mit Zweidrahtleitung statt Koax werden auch "Balun für undefinierte Impedanzen" oder "Breitbandbalun" genannt. Wobei eigentlich jeder Ferrit-BalUn ein Breitband-BalUn ist. Die Impedanz der Leitung beträgt etwa 100 Ohm (je nach Abstand und Dicke), so dass bei Impedanzen zwischen 50 und 200 Ohm keine exzessiven Verluste entstehen.

http://www.g8jnj.net/balunsandtuners.htm Wärmebildmaterial unter verschiedenen Bedingungen

Strombalun 1:4

Ein Strombalun 1:4 wird realisiert durch parallelschalten zweier 1:1 Strombaluns auf der Primärseite und in Reihe schalten der Sekundärseiten. So entsteht ein Impedanz(Widerstands)übersetzungsverhältnis von 1:4.

Das läßt sich ausnutzen um einen zwischen 1:1 und 1:4 umschaltbaren Strombalun zu bauen: http://www.qsl.net/dk7zb/Baluns/balun_1-1+1-4.htm

DG0SA verwendet immer einen 50 Ohm 1:1 Guanella vor seinen 1:4 Baluns (obwohl mMn. nicht unbedingt nötig).

http://vk6ysf.com/balun_guanella_current_1-4.htm Guanella 1:4 Strombalun

Spannungsbalun

Oft erfolgt keine Transformation von balanced to unbalanced, sondern unbalanced to unbalanced, deshalb spricht man auch vom UnUn. Hier ein Vergleich, welches Übersetzungsverhältnis für "random wire + Balun"-Antennen am besten geeignet ist: http://www.karinya.net/g3txq/unun/

1:1

Spannungsbalun 1:1 transformiert das erdbezogene Eingangssignal auf ein erdsymmetrisches Ausgangssignal (sorgt für gleiche Spannungen). Er verhindert nicht die Bildung von Mantelwellen.

In meinen Augen ist der einzige Vorteil eines Spannungsbaluns 1:1, dass beide Dipolhälften auf Erdpotential liegen (Statische Aufladung wird verhindert).

http://vk6ysf.com/balun_1-1.htm 1:1 Ruthroff Spannungsbalun

1:4

Ein 1:4 Transformator kann als UnUn oder Balun ausgeführt werden. Der 1:4 UnUn wird realisiert durch Aufbringen einer Bifilaren Wicklung auf einen Ferrit-Toroid oder Stabkern. Die erste Wicklung wird an den 50Ohm Eingang gelegt, während der Beginn der zweiten Wicklung an das Ende der ersten angeschlossen wird (die zugleich der 50Ohm Einspeisepunkt ist, der Anfang der ersten Wicklung geht auf Erdpotential).

Das hier ist ein 1:4 Spannungsbalun: http://www.qsl.net/dk7zb/Baluns/balun_1-4.htm

http://vk6ysf.com/balun_4-1.htm 1:4 Ruthroff Spannungsbalun

Balun 1:6

Dieses ransformationsverhältnis wird auch für Windom-Antennen (FD3, FD4) verwendet.

http://vk6ysf.com/balun_6-1.htm Ruthroff Spannungsbalun 1:6

UnUn 1:9 und höher

UnUn deutet auf den unsymmetrischen Ein- und Ausgang hin. Verwendung bei Endgespeiste Drähten. Die meisten mit 1:9 Balun bezeichneten Transformatoren sind in Wirklichkeit UnUns.

UnUn 1:9 wird mit einer trifilaren Wicklung realisiert, 1:16 mit vier parallelen Drähten. Auf einem FT-240 Ferritkern werden ungefähr 8 Windungen benötigt (wer mehr Augenmerk auf 10m oder gar 6m legt, nimmt eine Windung weniger, wer mehr Augenmerk auf 80 und 160m legt, lieber eine Windung mehr). Eisenpulverkerne wie T200-2 sind für Breitband-Transformatoren ungeeignet!

Hier mehrere Beispiele für hochohmige UnUns und einen mit umschaltbarem Übersetzungsverhältnis: http://www.qsl.net/dk7zb/Baluns/MTFT.htm

Für höhere Impedanzverhältnisse (1:21.. 1:64) werden wenige Primärwindungen (2-3) auf einen Ferritkern gebracht mit entsprechender Anzahl Sekundärwindungen. Für 1:64 ca 15Wdg. und 3 Wdg Primär auf FT-250.

http://dg9mdm.darc.de/html/unun_9___1.html Baubeschreibung 1:9 UnUn

https://buildthings.wordpress.com/ham-radio-end-fed-antenna-80m-40m-20-m-15m-10m-164-matching-network-balun/ Baubeispiel eines 1:64 UnUn 3,5-30MHz für High-Endfed Antennen (Langdrähte mit Halbwellenresonanz auf möglichst vielen Bändern).

http://vk6ysf.com/unun_9-1.htm Spannungsbalun 1:9 mit T200 Eisenpulver-Kern 7-28MHz (-1dB)

http://vk6ysf.com/unun_9-1_v2.htm Spannungsbalun 1:9 mit Ferrit 1-30MHz (-0,28dB) -> Ferrit ist eindeutig überlegen für Breitbandanwendungen