„Q&A” Să lămurim noțiunile!… articolul 2.

“Q&A” – Să lămurim noțiunile!… articolul 2

Pagină susținută de Liviu – YO2BCT.

Liviu propune o rubrică permanentă “SĂ LĂMURIM NOȚIUNILE” care să conțina articole de clarificare a unor noțiuni greșit întelese și prost utilizate de mulți radioamatori care nu s-au documentat suficient. Ca mostră sunt prezentate 2 articole și vor urma și altele dacă considerați că sunt utile. Articolele vor fi numerotate în continuare și va apare și numele autorului, ca cei interesați să îl poată contacta pentru explicații suplimentare sau – de ce nu – pentru păreri contrare sau adăugiri. Oricine are ceva de de spus pe tema asta, de corectare a unor noțiuni întelese și utilizate greșit, poate trimite un articol care va primi un număr în continuare. Cu timpul se poate strânge un material util pentru începatori (și nu numai), mai ales pentru cei care au prins greșit niște informații “după ureche”. Prietenii noștrii din YO sunt invitați să pună întrebările pentru care au nelămuriri pentru care vom încerca să aducem împreună precizările necesare. Postările se vor aduna și în pagina dedicată acestui demers din sit-ul nostru 3.5.14. “Q&A” – Să lămurim noțiunile!

Al doilea articol.

  1. BALUN

Liviu Soflete – YO2BCT

Denumirea vine de la cuvintele Balanced to Unbalanced, din ale căror silabe inițiale se formează combinația Balun. Numele semnifică o componentă electronică de radiofrecvență care face trecerea de la un circuit balansat (echilibrat față de masă) la un circuit nebalansat (cu una din borne legată la masă). In mod similar se pot defini circuite Balbal (intrare simetrică/ieșire simetrică) sau Unun (intrare asimetrică/ ieșire asimetrică).

Denumirea corectă este balun – cei care nu știu despre ce e vorba scriu uneori ballun sau baloon, crezând că e mai ”englezește” așa. Baloon înseamnă un balon – cu hidrogen, heliu sau aer cald – sau mingea de fotbal, deci e vorba despre obiecte de formă aproximativ sferică, umplut cu un gaz, fără nicio legătură cu componenta noastră electronică.

Cel mai simplu circuit balun pentru curent alternativ se poate construi cu ajutorul unui transformator cu priză mediană: dacă transformatorul conține două înfășurări identice, primarul (cu priza mediana la masa) se poate alimenta de la o sursă de semnal simetrică față de masă (balansată) iar secundarul la care se leagă sarcina, se poate conecta cu oricare din capete  la masă. In funcție de care capăt al secundarului se leagă la masă, tensiunea de ieșire poate fi în fază sau în antifază cu cea de intrare.

Dacă înfășurările au același număr de spire, impedanțele la intrare și la ieșire sunt egale; dacă numărul de spire diferă, se realizează și o transformare de impedanță (cu patratul raportului de transformare).

Care sunt utilizările posibile?

In cazul alimentării unei antene tip dipol simetric de 50 Ohm (echivalentă cu 2 sarcini de 25 Ohm înseriate, cu punctul comun la masă) cu ajutorul unui cablu coaxial de 50 Ohm, impedanțele sunt corecte ca valoare, dar trebuie asigurată simetrizarea : sarcina (antena) este simetrică față de masă, dar cablul coaxial nu ( tresa ecran este conectată la masă).

Un dipol repliat cu impedanța de 200 Ohm este de asemenea simetric; alimentarea sa cu un cablu coaxial de 50 Ohm necesită utilizarea unui balun care , pe lângă trecerea de la asimetric la simetric să realizeze și transformarea necesară de impedanță. Dacă se va utiliza un transformator, numărul de spire din partea antenei va trebui să fie dublu față de cel la care e conectat cablul coaxial. O soluție constructivă curent utilizată este bobinajul trifilar (realizat cu trei conductoare simultan) un fir constituie înfășurarea pentru impedanța Z, la  celelalte două conectate în serie (cu punctul comun la masă)  se conectează sarcina 4Z.

Un etaj de amplificare de RF de putere construit simetric cu două tranzistoare în contratimp se va conecta la cablul coaxial de ieșire tot cu ajutorul unui balun, care face deobicei și o transformare de impedanță. Obținerea unei tensiuni în antifază cu cea a generatorului se poate face cu un unun, care nu modifică valoarea tensiunii (dacă este ideal, adică fără pierderi), ci doar inversează faza.

Balun, unun, balbal – se pot realiza în două variate constructive : ca transformatoare ”normale” (denumite  Ruthroff) cu miez magnetic (sau chiar fără miez, cu bobina ”pe aer”), în care puterea se transferă prin cuplaj electromagnetic  ca la transformatoarele ”obișnuite” de joasă frecvență, sau ca dispozitive cu linii de transmisie (Guanella). In acest ultim caz, chiar dacă există un miez magnetic, puterea nu se transferă unui secundar prin tensiunea indusă de variația fluxului magnetic , ci miezul servește doar pentru creșterea impedanței de mod comun, pentru a reduce efectul de scurtcircuit pe calea conectată la masă.  Lungimea fizică a liniilor trebuie să fie suficient de mică pentru ca defazajul tensiunilor de la capete să poată fi neglijat (de dorit sub 1/10 din lungimea de undă); transformatoarele cu linii de transmisie pot lucra pe o bandă de frecvențe destul de mare (de ex. 2 – 50 MHz). La transformatoarele ”clasice” banda este limitată în jos de înductanța înfășurării (care trebuie să asigure o reactanță suficient de mare, pentru că este conectată în paralel și reactanța ei șuntează sursa de tensiune) și inducția maximă admisă de miez, iar în sus de capacitatea proprie a înfășurării și inductanța de scăpări  (exact ca la transformatoarele de audiofrecvență). Există scheme de compensare a acestor efecte la capetele benzii, prin care se poate crește puțin banda frecvențelor de lucru.

In HF se preferă construcția cu transformator, iar în VHF cea cu linii – cu sau fără miez magnetic.

In multe construcții cu linii se utilizează în mod inteligent separația curenților de pe fața internă și externă a blindajului liniei coaxiale, pentru a obține efectul dorit.

Liniile pot fi executate din cablu coaxial sau din perechi de conductori izolați (linie simetrică). Pentru a coborî impedanța caracteristică a liniilor se pot conecta în paralel mai multe linii (coaxiale) sau mai multe perechi de conductoare (la linii simetrice).

Pentru cei care vor să înțeleagă mai multe despre trasnformatoarele HF de bandă largă recomand studierea notelor de aplicatie Philips :  

Design of HF wideband power transformers Application Note ECO6907  și

Design of H.F. Wideband Power Transformers; Part II ECO7213

a doua conținând și un exemplu numeric practic.

Mai pe înțelesul radioamatorilor (fără prea multă matematică !) este articolul lui LA8AK broad-band ferrite transformers .

http://www.agder.net/la8ak/12345/n12.htm

W2FMI_SHOCK_Balun  elemente constructive pentru un șoc (gen balun / unun) pentru diminuarea curenților de mod comun. (atașament de YO4UQ)

Acest articol a fost publicat în Uncategorized. Salvează legătura permanentă.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *