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Titolo: Ancora sul balun 6:1

Grazie a tutti per le numerose risposte, sia sul NG che privatamente.
Per rispondere ad una specifica domanda, il balun mi serve per una
Windom alimentata da un HW-101 attraverso una decina di metri di RG-8U,
quindi per un'applicazione a larga banda in HF a livelli di potenza
abbastanza limitati (qualche decina di watt al massimo). Per il toroide
sono orientato a prendere in considerazione il tipo T200-6 della Amidon,
che stando alle caratteristiche dovrebbe essere il piu' adatto e che si
trova alle fiere sulle 20-25 KL (anzi, mi pare di averne gia' uno in
qualche cassetto...).
Comunque, mi resta ancora aperto un dubbio: dato che lo scopo del balun
(a parte l'adattamento di impedenza) e' quello di simmetrizzare i flussi
di corrente, come vanno disposti gli avvolgimenti? Creare semplicemente
un primario ed un secondario fa ottenere un rapporto di impedenze
desiderato, ma la simmetrizzazione richiede una struttura circuitale
diversa (Guanella) che io non conosco. Qualcuno ne sa qualcosa?
73 de Guido, IZ2DAJ
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Guido Bressan IZ2DAJ                       Locator: JN45RQ
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                                   (_/
      I haven't lost my mind -- it's backed up on tape somewhere
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Fatti un paio di conti, il T200-6 dovrebbe andare bene per le potenze di
cui parli; comunque sarà bene che tu operi una verifica 'tattile',
provando
a vedere se e quanto scalda in pratica il toroide dopo una tornata di
trasmissione, ripetendo la prova nelle varie bande; in linea di massima
dovrebbe scaldare di più sulle bande più alte.
Per quanto riguarda gli avvolgimenti, non conosco Guanella e la domanda
non mi è chiarissima; provo a risponderti, sperando di aver capito bene,
ma
se non dovessi cogliere nel segno proveremo ancora.
Il balun serve a simmetrizzare le correnti nei due lati di un'antenna
simmetrica (bilanciata), eliminando la connessione a terra di uno dei
radiali che avviene attraverso lo schermo del cavo coassiale; questo si
ottiene con un trasformatore con un secondario dotato di una presa
centrale collegata a terra.
Nel balun stesso, che è un componente a costanti
concentrate, cioè idealmente puntiforme, non ci sono problemi di
distribuzione delle correnti, perché stanno semplicemente 'negli
avvolgimenti' (almeno in prima approssimazione). D'altra parte, per
limitare le perdite, sia capacitive che di flusso, è opportuno che gli
avvolgimenti sul toroide siano i più regolari possibile, per cui la
forma di
avvolgimento più usata è quella multifilare, nel nostro caso trifilare.
In pratica,
tagli i tre pezzi di filo della lunghezza necessaria (circa, un poco di
più
...) ed avvolgi i tre fili insieme evitando incroci, nodi e guazzabugli
(buon
divertimento ...) in modo da ottenere un avvolgimento piatto e regolare
che ricopra tutto il toroide, se necessario spaziando le spire. In
alternativa, visto che il primario è più corto dei secondari, puoi
avvolgere prima il
primario, sempre coprendo tutta la circonferenza del toroide, quindi
realizzare come avvolgimento bifilare i due secondari. La simmetria
serve più che altro a garantire che i due secondari siano effettivamente
'uguali', cioè abbiano lo stesso flusso concatenato e la stessa
lunghezza,
condizione necessaria perché le correnti dei due rami dell'antenna siano
poi
uguali.
Nota bene che questa condizione NON è sufficiente, in quanto i due rami
dell'antenna possono presentare impedenze diverse (a causa della
posizione,
della direzione rispetto al suolo ed a tutte le altre superfici di
terra, della disposizione degli oggetti circostanti, eccetera); se
questo si
dovesse verificare, cosa abbastanza facile in un'antenna reale,
l'antenna
stessa risulterebbe comunque sbilanciata, con o senza balun ...
Il collegamento dei due secondari deve avvenire in serie; l'inizio del
primo deve andare ad un radiale, la fine del secondo all'altro radiale,
mentre
la fine del primo secondario e l'inizio dell'altro dovrebbero venire
collegati tra loro e questo collegamento va messo a terra, sennò casca
il gioco.
Il primario va collegato alla linea entrante; se questa è un coassiale,
è bene mettere a terra il lato del primario collegato alla calza del
cavo,
perché così si limita l'irradiazione del cavo per perdite e correnti
parassite di schermo.
Buon lavoro e buon divertimento, resto comunque a disposizione.
Fammi sapere come funziona!
73 es 51 de i3hev, op. mario
Guido Bressan ha scritto:


Guido,
hai ragione, si puň fare un trasformatore 6:1 ma non ottieni la
simetrizzazione. Devi quindi metter a monte del balun, o piů esattamente
del trasformatore, un balun di corrente 1:1 avvolgendo su un toroide
T200-6 11 spire di filo bifilare. Ottieni cosě la simetrizzazione che č
importante nella windom.
Ciao, Anselmo IZ3BGJ 



Fatemi capire: gli schemi che si trovano in giro (il primo che mi capita
sottomano: il balun 9:1 proposto da K3MT in
http://users.erols.com/k3mt/windom/windom.htm
 ) operano solo la
trasformazione di impedenza, ma non la simmetrizzazione? Questo vale anche
per i balun commerciali, che costano un occhio della testa?
--
73 de Roby IZ3CYN

 non la simmetrizzazione? Questo vale anche  per i balun commerciali, (...)
?  73 de Roby IZ3CYN
Sui balun, evidentemente, c'è una certa mancanza di chiarezza, forse dovuta
anche al fatto che così si vendono meglio... Per tentare di risolvere la
questione, a dire il vero un po' spinosa, conviene forse cominciare
dall'inizio:
prendiamo il prototipo di una qualsiasi antenna bilanciata, cioè un dipolo
mezz'onda. Se esso viene correttamente alimentato al centro, le onde di
tensione e di corrente (in realtà i campi elettrico e magnetico associati) che
si propagano lungo i radiali, ceando così il campo irradiato, sono
perfettamente uguali, a parte la fase, nei due bracci del dipolo. La somma dei
campi darà origine ad una certa forma dell'onda, che si compone della somma
vettoriale (cioè fatta con la regola del parallelogramma) delle parti di campo
emesse da ciascun braccio. Se i campi sono uguali sui due bracci, la forma
d'onda presenta una simmetria intorno all'asse del dipolo e il lobo di
radiazione risulta centrato sull'asse stesso.
Se io metto a terra l'alimentazione di uno dei due bracci, la tensione in
questo punto è per forza zero, per cui vado a modificare la distribuzione di
tensione, e quindi anche di corrente, sul braccio messo a terra; nota bene che
comunque la tensione e la corrente non sono nulle lungo tutto il braccio, in
quanto vengono comunque indotte delle correnti, e quindi delle tensioni, dal
campo emesso dall'altro braccio, ed inoltre la terra non ha mai resistenza
veramente nulla. L'entità della distorsione del campo dipende da molti
fattori, tra i quali la reattanza dei bracci, la loro resistenza, la quantità
di potenza assorbita dal mondo circostante e chi più ne ha più ne metta; tutto
ciò si traduce in una distribuzione irregolare del lobo di radiazione, ma
causa anche un'altro inconveniente: poiché il cavo coassiale non è perfetto, e
quindi il suo schermo ha resistenza e reattanza non nulle, su di esso si
vengono a formare delle correnti 'anomale', che di solito vengono chiamate
'correnti parassite di schermo' o 'correnti di calza' e contribuiscono
all'irradiazione del cavo coassiale (che è l'effetto più indesiderato, perché
può causare disturbi), nonché alla dissipazione di potenza (anche se questo in
pratica è un effetto meno importante).
Perché tutti questi effetti non si verifichino è necessario che
l'alimentazione del dipolo sia simmetrica rispetto a terra, cosa che si
verifica automaticamente quando si usino linee bifilari del tipo bilanciato
(piattina o scaletta). Ma anche nel caso dell'alimentazione in coassiale, se
il cavo corre lungo l'asse del dipolo per una lunghezza sufficiente, l'effetto
delle correnti parassite di calza in pratica si annulla e l'alimentazione si
'simmetrizza', o quasi. La lunghezza di cavo per la quale avviene questo è
teoricamente infinita, ma in pratica basta qualche lambda mezzi per sistemare
le cose per il lobo di radiazione, anche se non per l'irradiazione del cavo.
La soluzione completa del problema richiede la completa simmetrizzazione
dell'alimentazione dell'antenna, che si può ottenere in molti modi; un metodo
popolare, ma a banda stretta, consiste nel mettere a terra la calza anche
dalla parte dell'antenna, ed alimentare un braccio direttamente dal centrale,
mentre l'altro braccio viene collegato al primo attraverso un tratto di cavo
lungo esattamente lambda mezzi e dotato di perdite sufficientemente basse da
essere trascurabili. Questo è sicuramente il più economico dei balun, e va
benissimo in banda stretta, ma se l'antenna è multibanda, o peggio ancora a
larga banda, fa schifo. Un'alternativa semplice a questo metodo (ce ne sono
anche di più complicate...), e che funziona a banda larga, è usare un
trasformatore con il primario collegato alla linea di alimentazione ed il
secondario collegato al dipolo, con una presa centrale messa a terra. Questo
metodo garantisce la simmetrizzazione dell'alimentazione, ma ha maggiori
perdite del balun a lambda mezzi, e se si usa un nucleo toroidale, costa anche
abbastanza di più dell'altra soluzione. In questo caso, il rapporto spire tra
primario e secondario dev'essere uguale alla radice quadrata del rapporto tra
l'impedenza alla linea e quella caratteristica dell'antenna, così da fornire
anche un parziale adattamento di impedenza. Va osservato però che questo
adattamento riguarda la sola parte reale dell'impedenza, cioè il complesso
della resistenza di radiazione e di quella dovuta alle perdite radiali +
terra, mentre, pur trasformandola, non può eliminare la componente reattiva
che, se dà fastidio, va trattata a parte con un accordatore di qualche tipo.
Se la presa centrale del secondario non viene messa a terra, succede che
l'alimentazione non è più esattamente bilanciata verso terra e quindi
l'effetto del balun viene parzialmente perduto; se però l'antenna è
perfettamente simmetrica rispetto al piano di terra, la simmetrizzazione viene
garantita dalle capacità ed induzioni verso terra dell'antenna stessa, almeno
nei limiti concessi dalla qualità del piano di terra (cioè tanto meglio quanto
più bassa è la resistenza di terra). Chiaramente, è MOLTO meglio che il centro
del secondario sia collegato a terra, ed anzi ad una BUONA terra, sennò serve
a poco.
Per quanto riguarda i balun commerciali, immagino che ce ne siano di fatti in
tutte le maniere, ma comunque credo che bene o male funzionino tutti da
simmetrizzatori; comunque non posso certo impegnarmi per le fabbriche ...
vedete un po' voi !
Per quanto riguarda la soluzione prospettata da Anselmo IZ3BGJ, mi pare che
mettere due balun in cascata sia uno spreco, specialmente considerando che
ciascuno dei due contribuisce alla generazione di spurie ed armoniche a causa
delle non linearità negli induttori, nonché alle perdite che, se anche contano
poco in trasmissione, si fanno probabilmente sentire in ricezione.
Resto sempre a disposizione.
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