Embedded Files
Keuze materialen
Keuze materialen
Draad
Draad
Het maken van een twin-line met behulp van AWG18 draad, geïsoleerd met silicone, teflon, PFTE, geeft je een impedantie van nagenoeg 100 ohm.
Het kiezen van deze uiterst flexibele draad, geeft je de mogelijkheid om goed te kunnen wikkelen.
Het tweede voordeel is de hoge temperatuur resistentie ervan, waardoor bij hoge vermogens of grote stromen owv fouten, de isolatie niet smelt.
Neem draadstukken van 85 cm, hiermee kan je met dit type draad 10 volle windingen leggen en heb je aan beide zijde ongeveer 15cm over, voldoende om de aansluitingen te maken.
De teflon geïosoleerde en verzilverde draad is iets dunner waardoor je meer wikkelingen kan leggen.
Beide kleuren zijn te verkrijgen per meter op HF kits: Black AWG 18 en Red AWG18 .
Je kan deze draad ook vernikkeld vinden, wat scheelt in prijs: AWG 18 Habia Cable.
Kernen
Kernen
De keuze van de ferrite toriod hangt af van de band waarop je de balun/choke wil gebruiken.
Volgende databladen Fair-Rite Material Specification geven je een idee van wat je mag verwachten, als je naar de complex permeability vs freq kijkt.
De AL waarde is dus zeker niet te gebruiken als "richtwaarde" voor het bepalen van je keuze.
Er zijn verschillende types die in de HF/VHF banden bruikbaar zijn, maar niet allemaal geschikt voor alle banden.
De "overlap" laat je toe om toch nog een demping te behouden buiten de aangegeven range, maar deze is niet meer ideaal.
Wil je een grotere choke werking, zet dan twee kernen na elkaar.
Voor meer vermogen, leg je twee kernen op elkaar.
De types FT240-77(AL3155) en FT240-75 of FT240-J (AL6850) zouden geschikt zijn voor 160m-80m, volgens een artikel door Palomar Engineering.
Metingen op beide types hebt uitgewezen dat geen enkele van deze beide kernen geschikt is om als choke te gebruiken op de 160m/80m band.
De oorzaak is de misleidende meting van de AL waarde door de fabrikant, die gebeurt bij 50Khz.
Ze kan daardoor veel afwijken van de inductie waarde op onze gebruikte frequenties.
U bent gewaarschuwd!Het type FT240-31, ook veelvuldig gebruikt als clamp-on voor EMI suppression, is ideaal voor 160m-40m en bruikbaar over de ganse HF band.
Het type FT240-43, kan je vanaf de 30m band gebruiken tot de 10m.
Het type FT240-61, is geschikt voor de 6m-4m-2m band.
Kits
Kits
Volgende site van onze Noorderburen verkoopt kits voor deze balun, met de FT240-31 kern en PTFE draad(niet soepel, wel verzilverd). De 1-30 Mhz Common mode choke DIY kit.
Deze kits bevatten alles wat je nodig hebt en de draad is zelfs beter en geeft je meer windingen (hoger choke werking op lage banden).
Een set van 2, geeft je de mogelijkheid om je coax kabel aan beide uiteinde op te "ontkoppelen", een must om je storingen omlaag te brengen.
Losse kernen en wikkeldraad of andere onderdelen zij te verkijgen op : Ferrite-shop.com .
Deze winkel is een tweede winkel van HF kits, dus als je iets besteld kan je beide in één levering laten komen, door een mailtje naar de eigenaar te sturen.Het leverd je een reductie in de portkosten op.
Wanneer je de kits koopt en één van de female plugs vervangt door een stukje RG58 met UHF male connector, heb je geen verlengsnoer/patch kabel nodig om de choke ergens in de lijn te plaatsen (aan de antenne of aan de trx zijde).
Hierdoor bespaar je je een extra mogelijkheid van slechte contacten/water insijpeling.
Constructie
Constructie
Choke voor TX
Choke voor TX
De constructie is identiek aan de voorgaande, alleen hebben we het aantal wikkelingen moeten beperken tot 10 per zijde, doordat de isolatie iets dikker is (hogere spanning)
De langere uiteinden, maken het aansluiten eenvoudiger, maar om de 100 ohm impedantie te waarborgen dienen beide geleiders van de twinline getwist te worden en op de kern dicht tegen elkaar te liggen. Pas bij de aansluiting op de pluggen worden de wikkelingen parallel verbonden.
In dit voorbeeld hebben we gebruik gemaakt van een FT240-43 kern.
Choke voor ontvangst stations of Low Power
Choke voor ontvangst stations of Low Power
Hiervoor kan je gebruik maken van een clamp-on Mix31 ferrite.
Haal de ferrite uit de kunststof behuizing en plaats beide helften tegen elkaar met plakband.
Voor de wikkeldraad kan he gebruik maken van een getwist paar uit een ethernet kabel (cat5 of 5e), deze heeft een impedantie van 100 ohm.
Een lengte van 1m voor iedere helft is voldoende.Zoals je ziet zijn de curves hiervan voldoende om de werking van de FT240-31 te evenaren. (meting 50Khz-50Mhz), ondanks de geringere afmeting (dus ook vermogen afhandeling, niet nodig in RX of Low power)
Metingen
Metingen
1 Meting load impedance 50 ohm
1 Meting load impedance 50 ohm
De choke vormt principieel een verlengde van de transmissielijn en mag geen SWR/reactantie genereren bij het aansluiten op 50 ohm transmissielijnen en 50 ohm resistieve belasting (dummy load).
We zien dat de resistieve 50 ohm meting behouden blijft voor het ganse meetgebied. (groen puntje in het midden, span 50Khz-40Mhz)
De “return loss” , wat een andere uitdrukking is voor SWR en je meer detail geeft bij kleine SWR waardes, (gele lijn) is meer dan 20db over het ganse frequentie gebied.
2 Meting “common-mode” attenuation
2 Meting “common-mode” attenuation
De doelstelling van een choke is de “common-mode” of mantel stromen op te heffen om zo op hoogfrequent, de ingang van de choke te isoleren van de uitgang.
Dit wordt bekomen door het maken van een spoel (inductie) voor beide geleiders, die voor de werkfrequenties een hoge weerstand vormen (theoretisch > 1K en volgens CIA zelfs > 5K)
Hierdoor wordt referentie ten opzichte van de aarding van de uitgang, niet zichtbaar aan de ingang van de common mode choke.
Dus als de uitgang, zoals bij een dipool antenne met één zijde (center van de antenne) aan de aarde hangt, is deze aardingsverbinding op hoogfrequent niet meer terug te vinden aan de ingang van de common-mode choke.
Tevens wordt het signaal “gebalanceerd” tov de aarde door de werking van de transmission-line balun/choke.
Dit is de echte doelstelling van een balun, balanced to unbalanced verbindingen toelaten.
De afscherming van de meetsnoeren (DUT en DET) wordt aan elkaar gemaakt en de uiteinden van de beide windingen worden samen tussen de ader aansluitingen geplaatst van de meetsnoeren.
Je moet de choke uitmeten alsof het een filter is.
Merk op dat het niets uit maakt of:
je de wikkelingen parallel neemt
één wikkeling neemt en de andere open laat
je op één ader van de twin-line wikkeling DUT aansluit en DET op de andere ader aan het andere uiteinde.
Dit komt door de mutuele inductie van de transmissielijn, waardoor het een nagenoeg ideale transformator speelt.
De demping zou steeds beter dan 20 db moeten zijn.
We zien dat de verzwakking op de laagste frequentie minder wordt (blauwe lijn), doordat hier de inductantie verkleind.
Echter op 1.6Mhz is deze nog steeds 20db.
Wil je op lagere frequenties een grotere verzwakking hebben, dan kan je gebruik maken van:
een ander type(mix) met een grotere AL waarde(vb 31 ipv 43)
meerdere kernen waardoor je wikkeling lengte vergroot en dus ook de inductie (ook goed voor meer vermogen)
2 of meer chokes in serie plaatsen
Op de andere frequenties is de waarde > 20db, zelfs op 40Mhz is deze nog ongeveer 30db.
Hierdoor is bewezen dat een choke of balun goed zelf te maken is met uitstekende eigenschappen, als men de regels respecteert.
Commerciële versies gebruiken dikwijls een andere configuratie of andere materialen.
Door te meten kom je veel te weten over de werking ervan.
De "coax gewonden" baluns hebben meestal niet het gewenste eigenschappen.
Het is een foute veronderstelling dat men dmv clamp-on kernen over coax hetzelfde effect kan bekomen als met een ringkern met meerdere wikkelingen. (zie studie Magnetic Coupling in Transmission Lines and Transformers - Coax: A Special Line Topolog)
Toepassing en controle
Toepassing en controle
Volgende video geeft je een beeld van de metingen.
nanoVNA3.mp4Volgende video toont het gebruik ervan in een EH antenne opstelling en het effect op mantelstromen en gevoeligheid van massa’s in de buurt van de antenne en transmissielijn.
VID_20191026_160839.mp4Page updated
Report abuse