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Balun

Se denomina balun (del inglés balanced-unbalanced lines transformer ) a un dispositivo adaptador de impedancias que convierte líneas de transmisión simétricas en asimétricas, siendo posible también a la inversa, ya que un balun es un dispositivo reversible en este sentido. Por lo tanto, un balun con relación 1:4 es lo mismo que otro con relación 4:1.

La potencia con la que se puede transmitir usando un balun depende tanto de la geometría como del material con el que está construido.

En el caso de los balun con núcleo de ferrita, cuando se sobrepasa cierta potencia, la temperatura aumenta y el material se recalienta; de modo que si la temperatura sobrepasa la Temperatura de Curie del material, el balun pierde sus propiedades. Para evitar esto, algunos baluns se hacen con núcleo de aire.

El precio a pagar, cuando se usan núcleos de aire,  es que a igual potencia  usada con balun con núcleo de ferrita o con toriodes, se han de construir bobinas demasiado grandes.

Otro punto a tener en cuenta es que el balun no genera potencia, sino todo lo contrario, puede generar pérdidas (pérdida de inserción) o atenuación de la señal a la salida. Una pérdida de inserción típica en un balun está en 0,3 dB.


Balun de banda ancha

Consiste en un transformador de banda ancha con entrada asimétrica y salida simétrica. Se puede construir con núcleo de aire o bien de ferrita. Lo más corriente es que sea sobre ferrita y puede, si se desea, realizar cualquier transformación de impedancias; si no realiza transformación de impedancia se denomina balun 1:1.


Hay que tener en cuenta que este tipo de balunes tienen limitaciones de frecuencia y de potencia, que deben conocerse antes de instaurarlos. Además deben conectarse a antenas muy bien diseñadas y sintonizadas. Si la carga de la antena no es puramente resistiva o no tiene el valor adecuado, el propio balun puede aumentar los valores de ROE en la línea o bien resultar destruido al no poder hacer la transferencia de energía.

Existen distintas maneras de construir un balun, pero yo recomiendo visitar las páginas de los expertos en la materia como la de EA1HBX. Veamos un ejemplo sencillo.


Aunque en inglés, una muy buena página para informarse del tema - además de la de EA1HBX - es la de Martin (G8JNJ). En ella podemos encontrar información sobre los sitemas de acoplamiento o adaptación de una línea balanceada a una no balanceada.

Otros enlaces interesantes que nos ayudarán a cosntruir un balun 1:1 con ferrita:



La página de EA1HBX ofrece información muy útil a nivel teórico y constructivo sobre balun y UNUN, utilizando distintos materiales (toroides, ferritas, etc.), algunos de ellos procedentes del reciclado de fuenets de ordenadores, televisores, etc. Esta página está llena de consejos y recomendaciones, por lo que tiene un gran valor didáctico que nos ayuda a aprender más sobre el tema desde un punto de vista experimental.


Vídeo sobre cómo construir un balun 1:1 con barra ferrita, de las empleadas en los receptores de AM partátiles.

Vídeo de YouTube



Aquí tenemos un ejemplo en (inglés) de cómo construir un choque-balun relación 1:1

Vídeo de YouTube


Balun 1:1 con núcleo de aire. Aportación de EA1BDX (Juan). Poder verlo haz clic aquí.



Más ejemplos prácticos los puedes encontrar en la página Web del Radio club de Utiel.




Balun 1:1 con núcleo de aire. OE7OPJ   http://www.qsl.net/oe7opj/

Este diseño presentado por OE7OPJ  es un balun que usa dos bobinas independientes idénticas, por lo que usaremos dos trozos de tubo, haremos las bobinas según el dibujo y posteriormente los uniremos, por su gran tamaño podrá soportar potencias mayores de las normales, su costo es bastante bajo ya que se usa tubo plástico (PVC) de 40 mm, y alambre de 1,5 mm, este puede ser esmaltado, o de instalación eléctrica, no habrá mayores diferencias en su funcionamiento.


¿Qué toroide usar?.
La elección del material para construir un balun o unun va a depender de lo que queramos conseguir o mejor del tipo de transformación deseada.

En el caso de la construcción de un balun para un hilo largo EA1CDV elije un toroide  Ferroxcube  4C65 ya que pretende cubrir con su hilo largo desde 160m hasta los 6m de forma continua y con una potencia de 100W. Este colega nos dice que " la medida que uso es la de 36mm de diámetro, que bobinada con cable de 1,2mm aguanta tranquilamente 500w de pico, y unos 250w de portadora contínua sin deteriorarse. Para usar más potencia, simplemente apilamos más toroides y bobinamos con cable más grueso".

Y descarta los toroides de las fuentes de alimentación ya que "están preparados para frecuencias muy bajas. Funcionar, funcionan si no hay otra cosa, sobre todo en recepción, pero en transmisión se calientan en exceso, con las consiguientes pérdidas de RF por calor. Las leyes de la física son así, si el toroide se calienta, algo está fallando, la energía ni se crea ni se destruye, simplemente se transforma. Y si tenemos 100w de salida, y el toroide se pone incandescente, es que ese calor viene dado por parte de la energía que debería ser radiada, y no lo está haciendo. De todas formas, en recepción, si es posible utilizar casi cualquier toroide, y si es de ferrita pura mucho mejor, pero en transmisión la cosa cambia mucho". 


También se puede recurrir a emplear un solo bobinado y dos toroides  por dos motivos:

  1. para cuando un solo toride solo  no soporte la potencia máxima de trabajo, por lo que se suelen poner dos o más torides, y 
  2. porque se necesite mas reactancia con el mismo número de vueltas dadas.


¿Cuántas vueltas dar a un toride?

Según EA1CDV cuantas menos mejor.y añade:

"un hilo de X longitud, tiene distintas impedancias según la frecuencia de uso, con lo cual, una cosa son las medidas de "laboratorio", y otras las reales. En algunos casos nuestro balun, nos bajará a 50 ohm exactos, a 1.1 de roe, y en otros no tanto. No hay problema, esa adaptación fina, nos la hará el acoplador de antenas del equipo, o el externo. Si se produjera una ROE de 1.1 en todas las bandas, y 50 ohm.... mal asunto, algo falla seguro!!. El balun nos debe ayudar a transferir nuestra RF (a 50 ohm), a la antena de hilo (500 o más ohm), con las mínimas pérdidas posibles. Por lo tanto, usaremos 7 vueltas trifilares, de hilo de cobre esmaltado de 1,2mm esparcidas de forma uniforme por todo el toroide. Con estas 7 vueltas obtendremos en laboratorio una roe de 1.1 a 1.7 y entre 40 y 60 ohm desde la banda 160m, hasta la de 6m. Al insertar, una restistencia de 450 ohm como antena ficticia, nos divide la impedancia de la antena entre 9, y obtenemos los 50 ohm tan deseados por nuestro equipo, y donde entrega los 100w de potencia. La transferencia de energía en este caso ideal, es de casi el 100% de la RF si nuestro hilo tiene 450 ohm, ya que las pérdidas de inserción del balun son unos 0,8dB, osea, prácticamente insignificantes. Logrando transferir, y radiar nuestros 100w casi al completo. Siempre y cuando, la toma de tierra sea también eficiente, claro. Si quisiéramos hacer un balun con mejor respuesta para 40m 80m y 160m deberíamos añadir más espiras al toroide (un total de 9 o 10 vueltas según el caso), si por el contrario, quisiéramos optimizar las bandas de 30m a 6m, deberíamos quitar vueltas (dejando unas 4 o 5 nada más). Esta idea, nos da la libertad de optimizar nuestro balun para la frecuencia deseada. En mi caso, como lo uso multibanda, uso 7 vueltas buscando el compromiso y mejor comportamiento en todas las bandas de HF. Otra buena idea es hacer 2 balun, uno optimizado para bandas altas, y otro para las bandas bajas, pudiendo comutarlos según el caso y las necesidades. O un balun para un hilo, y otro balun para otro hilo según las bandas deseadas a trabajar".

Un ejemplo práctico: https://www.ure.es/media/kunena/attachments/3321/balun44.jpg  y otro en https://www.ure.es/foro/6-tecnico/140377-cableado-balun.html#140553


Ejemplo de construcción de un balun con toridehttps://www.ure.es/foro/6-tecnico/140377-cableado-balun.html#140678


Otras fuentes:

Baluns   http://www.antenna-theory.com/definitions/balun.php 

Martin - DK7ZB Match
Tom W0IVJ, Common Mode
Steve - G3TXQ Baluns
John - KX4O
Justin - G0KSC Hybrid Balun
Walter - W2DU Chapter 21, Some Aspects of the Balun Problem
Roy - W7EL Baluns: What They Do And How They Do It
I4BBE/I0QM Balun
Collins Balun
http://ea1cdv.blogspot.com.es/2010/10/balum-magnetico-antenas-de-hilo.html
Foro Técnico de URE
https://www.ure.es/foro/6-tecnico/227254-hacer-balun-con-toroide.html#312328
https://www.ure.es/foro/6-tecnico/140377-cableado-balun.html#140377