Der DF1BT-Spannungsbalun 1:1 für 50
Der DF1BT-Spannungsbalun 1:1 für 50
Der DF1BT-Spannungsbalun 1:1 für 50
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
<strong>Der</strong> <strong>DF1BT</strong>-<strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 <strong>für</strong> <strong>50</strong>Ω<br />
von Ludger Schlotmann Dinklage<br />
In den letzten beiden Jahren hatte ich bei der Erstellung meiner Dokumentation über<br />
Mantelwellen das Internet mehrmals in Bezug auf Baluns durchforstet. Dort bin ich auf viele<br />
interessante und lehrreiche Beiträge gestoßen. Für meine Begriffe besonders zu erwähnen<br />
sind hier die Arbeiten von DGØSA, DK4AS u. DJ1ZB, stellvertretend <strong>für</strong> viele andere OM’s<br />
die sich mit Baluns beschäftigen.<br />
Bild 1<br />
<strong>Der</strong> <strong>DF1BT</strong>-<strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 <strong>50</strong>Ω<br />
E=Eingang unsym. A=Ausgang sym.<br />
1<br />
Rot+Blau L-Litze 2x0,75qmm ≈100Ω<br />
Die beiden Leitungen werden am Eingang<br />
und am Ausgang parallel geschaltet.<br />
Die Kompensationswicklung nach Turin.<br />
Bild 2<br />
Kern: DARC RK1 oder Würth Nr. 74270097 Abmessungen 61x35x13 AL≈7<strong>50</strong><br />
<strong>Der</strong> Amidon Kern FT240-43 dürfte ebenfalls nutzbar sein.<br />
Bild 3 (nach Turin)
Während beim Nachbau und Eigenversuche von Strombaluns nach Guanella kaum<br />
Schwierigkeiten aufkamen, sah die Sache bei den <strong>Spannungsbalun</strong>s 1:1 nicht ganz so günstig<br />
aus.<br />
Überwiegend werden hier verdrillte Kupferlackdrähte benutzt um an die <strong>50</strong>Ω Wellenwiderstand<br />
<strong>für</strong> den Leitungsübertrager zu kommen. Aber wie DGØSA schon in einem Bericht anmerkt, wird<br />
der Lack dadurch sehr beansprucht und die Spannungsfestigkeit leidet.<br />
DGØSA benutzt <strong>für</strong> seine Wickeltechnik 100Ω Leitungen <strong>für</strong> die Strombaluns 1:1 die dann<br />
parallel geschaltet werden. Ebenfalls <strong>für</strong> die <strong>Spannungsbalun</strong>s 1:4. Die Resultate dieser<br />
Wickeltechnik führen fast immer zum Erfolg, wenn der Kern stimmt. Er benutzt die leichte<br />
Feldleitung der früheren NVA. Diese konnte ich leider nicht auftreiben. So begab ich mich auf<br />
der Suche nach schmaler Lautsprecherleitung von 2x0,75qmm. In einem Baumarkt entdeckte ich<br />
eine Sorte die nur 4,2mm breit war. Später fand ich in einem anderen Hagebau-Markt der<br />
Region sogar versilberte Lautsprecherlitze 2x0,75qmm mit nur 4mm Breite von der Fa. EDISUN.<br />
Da wir hier im <strong>50</strong>Ω Bereich sind, dürfte PVC Litze auch bei 300W moderner Transceiver noch<br />
ausreichend sein. Für höhere Leistungen den Kern stapeln und Teflonlitze verwenden.<br />
Was bei einem Strombalun <strong>für</strong> ein gutes SWR sorgt, konnte auch <strong>für</strong> einen <strong>Spannungsbalun</strong><br />
nicht schlecht sein. Meine Überlegungen gingen nun dahin, den Kern mit zwei 100 Ω Leitungen,<br />
plus Kompensation zu bewickeln.<br />
Wickelschema: Es werden 3 Stücke Lautsprecherleitung je ca. 80cm abgeschnitten. Ein<br />
paariges Kabel wird aufgetrennt in zwei Einzelader. Je Leitung 9 Windungen auf den RK1<br />
wickeln. Verdrahtung siehe Bild 2 u. 3. (ursprüngliche Verdrahtung nach Turin)<br />
Bei der anschließenden SWR Messung mit DAIWA CN620A zeigte sich, das sich der<br />
Kreuzzeiger des Rücklaufinstrumentes bei den Eckpunkten 1,8 MHz und 30 MHz gerade<br />
sichtbar bewegte.<br />
Ein Nachbau dürfte also jeden zu 100% gelingen. Wie sagt man so schön Idio….sicher.<br />
Diese Wickeltechnik (nach DGØSA) <strong>für</strong> einen <strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 ist mir bis jetzt im Internet<br />
nirgendwo begegnet. Das soll aber nicht heißen, dass es nicht schon jemand versucht hat.<br />
Meldung bitte an <strong>DF1BT</strong>@darc.de<br />
So gut <strong>Spannungsbalun</strong>s symmetriesche Spannungen abgeben, so empfindlich sind sie<br />
naturgemäß auf unsymmetrische Belastungen wie sie nun mal auf vielen Dipolen, die nicht<br />
gerade auf der grünen Wiese stehen, vorhanden sind. Hier bietet sich nun die Reihenschaltung<br />
mit einem Strombalun nach DGØSA an.<br />
(Siehe Bild 4 u. 5)<br />
Die beiden Baluns dürfen aber keinesfalls kapazitiv auf einander koppeln, dh. sie dürfen nicht<br />
aufeinander gelegt werden. Besser ist untereinander oder auf einander mit Abstand.<br />
Siehe Bild 12<br />
Allen 1:1 Strombaluns nach Guanella oder Gert, so gut sie HF mäßig auch sein mögen, haftet ein<br />
gravierender Nachteil an. So sind beide Dipolschenkel nicht niederohmig galvanisch mit Masse<br />
verbunden um statische Aufladungen zu verhindern. Sei es nun im <strong>50</strong>Ω Zweig direkt an der<br />
Antenne oder in Reihe mit einem symmetrischen Anpassgerät.<br />
2
Bild 4<br />
Strombalun 1:1nach DG0SA <strong>50</strong>Ω<br />
Kern: Epcos R58 Nr.B64290-K40-X830<br />
AL=5400 Material N30<br />
Sperrt sehr gut, auch bei tiefen Frequenzen.<br />
Dieser Kern war zufällig vorhanden. Besser bei<br />
hohen Frequenzen ist der RK1, Würth Kern<br />
oder FT240-43/61.<br />
SWR 1,8 MHz bis 30 MHz unter 1:1,1<br />
3<br />
Bild 5 Verdrahtungsschema<br />
Ein <strong>Spannungsbalun</strong> in Kombination mit einem Strombalun verhindert dies. Wer schon einmal<br />
eine hoch statisch aufgeladene Antenne berührt hat, weiß dies zu schätzen. Funkenbildung von<br />
mehreren cm Abstand sind keine Seltenheit. Im Abstimmkondensator knistert es dann. Jede<br />
empfindliche Elektronik dankt es auch.<br />
DGØSA schrieb mal, ein <strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 sei so überflüssig wie ein Heizer auf einer<br />
Elektrolok. Vielleicht hat der <strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 in Kombination mit einem Strombalun doch<br />
seine Berechtigung. G4OEP bestätigte dies in einer Dokumentation. Hier zwar 1:4, aber das<br />
Prinzip bleibt.<br />
Siehe: http://g4oep.atspace.com/balun/balun.htm (Siehe Bild 6 u. 7)<br />
Bild 6<br />
Quelle: G4OEP<br />
Bild 7
<strong>Der</strong> <strong>Spannungsbalun</strong> bietet dem Strombalun schon eine symmetrische Spannung an, wodurch<br />
der Strombalun noch effektiver arbeitet. Gleichzeitig ist alles niederohmig galvanisch mit Masse<br />
verbunden. Dadurch kann unter bestimmten Umständen (z.B. bei statisch geladenem Regen)<br />
eine Antennenanlage ruhiger sein.<br />
Eigene Erfahrungen mit einem Remote-Balun hinter einem asymmetrischen LC-Anpassgerät<br />
bestätigen dies. Hier war die Symmetrie der Hühnerleiter mit einem Hybrid-Trafo, 1:4+1:1,<br />
(siehe Hajo DJ1ZB) stets besser, als mit Strom- oder <strong>Spannungsbalun</strong> alleine.<br />
Siehe: http://www.baeckerei-heitmann.de/<strong>DF1BT</strong>/twinline_hybrid_trafo.pdf<br />
Als eine mögliche alternative Maßnahme, um statische Aufladungen beim Strombalun zu<br />
vermeiden, ist das Einfügen eines Widerstandes von ≈ 10 KΩ parallel zum Ausgang.<br />
(Antennenseitig) Ob das aber in allen Fällen ausreicht?<br />
Bild 8<br />
So könnte ein Zusammenschalten aussehen.<br />
Diese Balunkombination ist sehr breitbandig. SWR 1,8 MHz bis 30 MHz unter 1:1,1<br />
Die Vorteile beider Einzel-Baluns bleiben ohne Kompromisse voll erhalten.<br />
Leistung > 300W. Bei höherer Leistung Teflonlitze verwenden.<br />
Was <strong>für</strong> den Eigenbau auch wichtig ist, absolut Nachbausicher.<br />
In dieser Kombination dürfte ein käufliches Muster (noch) nicht zu erwerben sein.<br />
Es ist deshalb Eigenbau angesagt.<br />
Ich würde jedem OM empfehlen seinen Antennenbalun 1:1, sei es nun ein <strong>Spannungsbalun</strong><br />
oder ein Strombalun, gegen diese Kombination mit 2xRK1 auszuwechseln.<br />
Auch wenn der “schöne kommerzielle Balun“ noch so teuer war.<br />
<strong>Der</strong> Zeitaufwand des Eigenbaues lohnt sich.<br />
Noch ein wichtiger Hinweis !!<br />
Die Koaxzuleitung sollte <strong>für</strong> die genutzten Bänder<br />
keine “gefährliche“ äußere Länge von λ/2 λ/2 λ/2 λ/2 haben.<br />
(Länge ohne Verkürzungsfaktor)<br />
4
Tabelle von DL7AHW benutzen.<br />
http://freenet-homepage.de/dl7ahw/Antennenlaenge.html<br />
Bild 9<br />
Balun mit Koppelwicklung<br />
Dies ist keine Mantelwellensperre mehr.<br />
5<br />
Bild 10<br />
Mantelwellensperre 1:1 <strong>50</strong> Ω nach W1JR
Bild 11<br />
Bild 12 Testaufbau von <strong>DF1BT</strong><br />
6<br />
Eine alternative Wickeltechnik <strong>für</strong> einen<br />
<strong>Spannungsbalun</strong> dürfte das Bewickeln eines<br />
Ferritkernes mit Koaxkabel sein. (Bildmäßig<br />
nach W1JR) Zur Erhöhung der Breitbandigkeit<br />
wurde hier eine zusätzliche Wicklung mit<br />
aufgebracht. (Bild 11) Mit einer<br />
Mantelwellensperre hat dieser Übertrager<br />
aber nichts mehr gemeinsam, höchstens das<br />
äußere Erscheinungsbild. Mantelwellen<br />
fließen ungehindert durch diesen Übertrager<br />
hindurch. (keine Sperrwirkung)<br />
In Anlehnung an den <strong>Spannungsbalun</strong> ist hier<br />
aber wieder alles galvanisch verbunden. Keine<br />
statischen Aufladungen möglich.<br />
In Kombination mit einer richtigen<br />
Mantelwellensperre nach W1JR (siehe Bild 10)<br />
werden wieder beide Bedingungen erfüllt.<br />
Mantelwellensperre plus Schutz vor statischer<br />
Aufladung.<br />
rechts <strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 (nach Turin) mit links Strombalun 1:1 (nach Reisert) in Serie<br />
<strong>Spannungsbalun</strong>: 5+1+5 Windungen Teflonkoax RG 316<br />
Kompensation: PVC-Litze 1x0,75qmm<br />
<strong>Der</strong> Ausgang des <strong>Spannungsbalun</strong> wurde mit <strong>50</strong>pF kompensiert.<br />
Strombalun: 7+1+7 Windungen Teflonkoax RG 316<br />
beide Kerne DARC RK3 oder Würth Nr. 7427015<br />
Abmessungen 40,6 x 27,4 x 15mm Material 4W620 AL ≈ 730<br />
Ebenso dürfte der Kern FT140-43 brauchbar sein.<br />
SWR bei 1,8 MHz = 1:1,15, bei 14 MHz = 1:1,2, bei 29 MHz = 1:1,5<br />
an einer Dummyload <strong>50</strong>Ω<br />
Übertragungsleistung der Balune: > 100W HF
Durch den Längenabgleich des angeschlossenen Dipols,<br />
war selbst auf 28 MHz das SWR auf unter 1:1,2 zu bekommen.<br />
Ab 14 MHz bis 1,8 MHz kein Rücklauf mehr.<br />
Fazit: Noch einmal würde ich diese Kombination nicht aufbauen.<br />
Lieber gleich das Gehäuse etwas größer nehmen, je einen RK 1/Würth Kern<br />
als <strong>DF1BT</strong>-Spannungs- und DGØSA-Strombalun wickeln.<br />
Die Kombination aus <strong>DF1BT</strong>-<strong>Spannungsbalun</strong> und DGØSA Strombalun<br />
ist breitbandiger, mit RK1 höher belastbarer und nachbausicherer.<br />
Dies Arten Kombination von <strong>Spannungsbalun</strong> und Strombalun eignen sich nicht nur zur direkten<br />
Speisung von Antennen, sondern auch sehr gut vor symmetrische Anpassgeräte <strong>für</strong><br />
“Hühnerleiterspeisung“.<br />
Nicht geeignet ist diese Balunkombination vor asymmetrischen Anpassgeräten mit direkter<br />
Hühnerleiterspeisung. Vor so einem asymmetrischen Anpassgerät gehört ein Balun nach<br />
Kellermann. (sehr hohe Induktivität erforderlich)<br />
Zum Schluss noch einige Bilder, mit verschiedenen herkömmlichen Möglichkeiten,<br />
einen 1:1 <strong>Spannungsbalun</strong> (Leitungsübertrager) zu erstellen.<br />
7<br />
Bild 13<br />
Test <strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 <strong>50</strong>Ω (nachTurin)<br />
Ferritkern: DARC RK1 oder Würth Nr.74270097<br />
Mit Teflon Installationsband bewickelt.<br />
Testweise wurde hier der Ferritkern mit 7<br />
Windungen bewickelt.<br />
Leitung besteht aus 3 gut verdrillten CuL<br />
Drähten von 1,6mm Ø.<br />
<strong>Der</strong> Übertrager ist sehr breitbandig<br />
1,8 MHz bis 30 MHz<br />
SWR bei 30 MHz ≈1:1,3<br />
Spannungsfestigkeit wahrscheinlich geringer
Bild 14<br />
<strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 <strong>50</strong>Ω von OZ2CPU<br />
nach Ruthroff<br />
lackierter Kern: Philips 4C6 36/28/15<br />
13 Windungen aus 3 x 3x0,65 CuL<br />
So gewickelt soll der Leitungswiderstand<br />
zwischen <strong>50</strong> Ω und 60 Ω liegen.<br />
Da die Leitungen hier nicht verdrillt sind,<br />
dürfte die Spannungsfestigkeit hoch sein.<br />
Ebenfalls verspricht die verdrillte Einzelader<br />
aus CuL-Drähten wegen der größeren<br />
Oberfläche einen guten Wirkungsgrad.<br />
Nicht nachgebaut / Keine Messung<br />
Wickelschema des <strong>Spannungsbalun</strong>s<br />
8<br />
Bild 15<br />
<strong>Spannungsbalun</strong> 1:1 <strong>50</strong> Ω Eigenbau <strong>DF1BT</strong><br />
in Anlehnung an den Balun von DL2JAS<br />
Kern: Amidon T225-2<br />
mit Teflon Installationsband bewickelt<br />
20 Windungen 3 x 1,6mm CuL verdrillt<br />
SWR bei 3,5 MHz ≈ 1:1,1 bei 30 MHz ≈ 1:1,5<br />
Bei verdrillten Kupferdrähten ist die<br />
Spannungsfestigkeit geringer.<br />
Bilder 16 bis 18<br />
Links: <strong>Spannungsbalun</strong> 1:1<br />
Kern 36mm Material 4C65<br />
Quelle ON9CVD<br />
Unten: SWR bei den Eckpunkten 1,8 MHz ≈ 1:1,25<br />
und bei 30 MHz 1:1,65 Nicht gerade berauschend.
Bild 19 OV Coburg<br />
Bild 21 DGØSA<br />
Bild 20<br />
Dieser Trenn-Balun wurde auf einen Kern<br />
T225-2 nachgebaut. Kern FT240-61 ist besser.<br />
Das SWR war dann bei 1,8MHz ~1:1,3 und auf<br />
10,1 MHz ~1:1,5<br />
Draht und Kern blieben bei einem 5Min. Test<br />
kalt. Ob die Symmetrie beim Anschluss eines<br />
Dipols gut ist, wurde nicht nachgemessen.<br />
Eine zusätzliche Alternative zur Vermeidung von<br />
statischen Aufladungen ist eine Anordnung des<br />
Dreidraht-Baluns von DGØSA.<br />
Bild 21 zeigt das Schema. Die Zweidrahtleitung<br />
wird wie beim Balun nach Gerth als Spule auf<br />
einen Ferritringkern gewickelt. Auf einem zweiten<br />
Kern gleicher Permeabilität wird eine weitere<br />
Spule gleicher Windungszahl gewickelt, der von<br />
mir so benannte „dritte Draht“. Die Verringerung<br />
der Sperrwirkung gegen Gleichtaktströme durch<br />
die Parallelschaltung beider Spulen kann durch<br />
eine Erhöhung der Zahl der Windungen<br />
ausgeglichen werden. Die im Bild 21 links<br />
dargestellte obere Dipolhälfte ist über den blauen<br />
Draht mit dem Koaxialkabelschirm verbunden<br />
(rechts im Bild dargestellt). <strong>Der</strong> schwarze Draht<br />
verbindet die untere Dipolhälfte ebenfalls mit dem<br />
Koaxialkabelschirm.<br />
Nimmt nun die Trennwirkung der Wickel gegen<br />
Gleichtaktströme ab, was zu tieferen Frequenzen<br />
hin der Fall ist, so werden beide Dipolhälften<br />
immer mehr bezüglich der Gleichtaktströme mit<br />
dem Koaxialkabelschirm verbunden („gegen Erde<br />
gezogen“), die Symmetrie (gegen Erde) bleibt<br />
dadurch erhalten.<br />
Siehe CQ-DL 06/2009 Seite 409-411 Teil3<br />
9
Anmerkung: Wenn ich schon zwei Kerne benutzen muss, kann ich besser gleich die obige<br />
<strong>DF1BT</strong> Kombination ohne Kompromisse nutzen.<br />
Bild 22<br />
Aus Balun und Ferrite von VE2AZX<br />
Sehr gute Dokumentation von DGØSA: Sende– und Empfangstörungen beseitigen.<br />
www.wolfgang-wippermann.de/Stoerungen.pdf<br />
10
Gehäuseeinbau von <strong>DF1BT</strong> <strong>für</strong> die<br />
Balunkombination nach Bild 12<br />
<strong>DF1BT</strong><br />
Ludger Schlotmann<br />
<strong>DF1BT</strong>@darc.de<br />
www.mydarc.de/<strong>DF1BT</strong><br />
11<br />
Gehäuseeinbau von <strong>DF1BT</strong> <strong>für</strong> die<br />
Balunkombination nach Bild 8<br />
Kerne im Abstand auf einander.