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La scelta dei toroidi 

Navigando sui internet ci si puo accorgere che almeno il 75x100 dei sito sviluppano antenne coi classici t 200 rosso o giallo errondo nel interpretare le caratteristiche, cio' nonostante messo sotto antenna questo pare funzionare su alcune bande. Questo toroide e' impiegato per applicazione hf da 1 a 30 mhz , cio non vuol dire che copre interamente la banda da 1 a 30mhz con un solo avoolgimento bifilare. Infatti la permeabilita' magnetica u uguale a 10 praticamente e' uno dei meno permeabili in commercio se non addirittura il piu scarso. Provate ad avvolgere il balun in aria avra le stesse caratteristiche o poco differenti. La bassa permabilita comporta un gran numero di spire per poter avere una buona induttanza sopratutto nelle bande basse , ma a causa della bassissima permeabilita' si deve usare un filo di sezione adeguata per poter esser usato con un po di potenza. 

Pero' se usiamo un filo da 1.5mm ,ad esempio, non potremmo farci stare molte spire forse 12 15

per un avvolgimento bifilare 4:1. se le spire son poche riusciremmo ad adattare l'antenna solo sulle bande 10 15 20 con ros accettabile e ros appena ai liminiti del range del accordatore in 40 mt non poi accordabile in 40 80 e meno ancora in 160 mt. Allora bisogna aumentare le spire per scendere di frequenza ma non ci stanno, e se usiamo filo piu piccolo non possiamo dare potenza , oltretutto piu spire mettiamo per scendere, peggio andra il ros sulle frequenze alte. Conclusione, questo toroide e indicato solo per una porzione delle hf non e in grado di operare a larga banda a causa della permeabilita troppo bassa. Dunque bisogna scegliere permeabilita maggiori e materiali idonei per poter aver un balun broad band. Amidon nelle sue polveri di ferro non ha nessuno e in grado di soddisfare l'esigenza di operare da 1 a 30 mhz con basso ros e bassa perdita.

La soluzione e' cercare in altre ditte ed materiali piu permeabili ma non troppo, pena la saturazione e la distruzione del traferro. MAGNETISC, ARNOLD hanno polveri di ferro idonee a questi impieghi che secondo me sono piu idonee al concetto canna da pesca piuttosto che le ferriti.

Quindi dobbiamo precisare che per ogni tipo di utilizzo sara necessario segliere opportunamente il toroide. Nella fattispecie nei balun larga banda per dipoli sono piu indicate le ferriti come materiale 43 61, nelle applicazioni antenne random su frequenze specifiche e possibile utilizzare ancora ferriti dello stesso grado anche se il materiale 61 e sempre il piu indicato per potenze elevate data la piu bassa permeabilita tende meno a saturare. Nell'utilizzo larga banda canne da pesca ,verticali long wire zeppelin a mio avviso trascurerei l'uso delle ferriti le quali danno elevato ros , e su alcune bande saturano facilmente ,tendono a generare armoniche se operano su frequenze basse.

La soluzione per queste ultime applicazioni e tendenzialmente meglio farla cadere sulla scelta di polveri di ferro ad permabilita attorno a 200 , o meglio usare polveri di ferro miste ad magnesio, silicio, manganese ed altro. La soluzione che ho adottato sono le polveri di ferro FESI cioe ferro silicio della ARNOLD TOROIDS . Lo stesso materiale e alcune volte utilizzato nei trasformatori di riga tv MA NON IN TUTTI …. solo alcune case usano polvere ferro silicio.

Spesso ho visto persone che avvolgono un balun su ferrite poi termino questo sulla sua impedenza caratteristica e rimangono meravigliati quando connesso ad un antenna analyzer vedono ros 1:1  per tanta banda. Questo non significa che poi scollegando il carico RESISTIVO e collegando l'antenna questa funzioni con basso ros , anzi spesso si avranno valori tali che il Vostro accordatore di antenna non riuscira ad accordare. Quindi un antenna costruita con un filo collegato ad un QUALSIASI toroide non e sempre efficiente e funzionate. Bisogna tener conto di tanti fattori, in primis l'impedenza di ingresso 50 ohm non sara mai pura come in un dipolo alla risonanza,ma sara sempre intrinseca con reattanze complesse e cap parassite. Un valore basso di permeabilta' non dara sufficiente induttanza di sbarramento al sistema e una permeabilita troppo elevata implica una perdita maggiore nel trasferimento di rf dal primario al secondario. Il balun o un.un e sempre un trasformatore di impedenza non una carico puramente resistivo, quando trasmettete scaricate la vostra RF su un avvolgimento non su una resistenza pura tipo dipolo, di conseguenza le potenze dichiarate sono sempre inferiori a secondo della banda di utilizzo a causa degli disadattamenti tra filo e balun e balun rtx. Spesso un toroide da 2000 watt brucia con 700w come mai?? ebbene ipotizziamo di usare un buon balun ,ma a questo mettiamo un filo di 10 mt e di operare su varie bande,succede che il filo assumera' varie impedenze al variare delle frequenze di utilizzo, avra impedenze piu elevate sulle bande alte ma scendera a valori bassi si impedenza su frequenze basse. 

Se l'impedenza del filo discosta notevolmente dal valore di uscita del balun si avra un forte ros tra balun e filo, questo implichera surriscaldamento del toroide allo stesso modo come in un finale rf di una radio con ros elevato. Pero spesso il ros tra radio non e detto che sia elevato, potrebbe anche esser di valori accettabili, e questo accade perche' il balun fa un po da “molla “ in queste situazioni ,assorbendo lui il disadattamenti ma dissipandoli in calore . Ecco allora il motivo per cui un toroide dichiarato da 2000 watt brucia con potenze inferiori. Quindi si deve tener in considerazione che la potenza scaricabile varia col variar della frequenza in funzione alla lunghezza del filo, e quindi per ovviare a cio' se possibile e meglio avere fili lunghi , in modo di aver impedenze sempre elevate il piu vicine possibili all'impedenza di uscita del balun.

 

Come utilizzare al meglio antenne con balun



Un buon trasformatore di impedenza (balun o un-un)collegato ad un filo oggi puo diventare una buona antenna economica , di buona efficienza , per le bande hf ovviamente a patto di tener in considerazioni delle piccole problematiche che possono insorgere nell'utilizzo.

Come detto sopra non disponete di un antenna resistiva come un dipolo dove basta mettere il filo adeguato e so possono buttare dentro tutti i watt che si vogliono. Essendo questo sistema un trasformatore di impedenza che cerca di adattare un filo di antenna,la potenza va usata con cautela.

Per un buon funzionamento e sempre utile separare tramite rf choke il trasformatore dalla trasmettitore, questo vi fara notare che il ros medio scendera notevolmente evitando lo scorrere di correnti parassite sul cavo, allo stesso modo accade sui dipoli mezzonda dove e opportuno isolare antenne dal tx con un balun 1:1 . un buon isolamento tramite rf choke permette di non mettere lunghe discese e non esser vincolati ai 20 mt di cavo coassiale per una buona separazione sulla linea. Spesso le misure di ros sono inesatte a causa della mancanza del rf choke che puo anche esser chiamato balun 1:1 , questo perche il rosmetro tende a leggere valori resisivi non troppo induttivi , e se inserito verso l'antenna sara influenzato dai valori di questa sfalzando le misure.

Accadra che vedrete un ros magari di 3(errato) e inserendo rf choke scende a 1.5 (reale).

per antenne random longwire ecc il contrappeso non deve esser troppo lungo spesso bastano poche metri di filo e accorciando o allungando questi, si avra un aggiustamento del ros medio piuttosto che allungare o accorciare il filo di antenna. E' preferibile non collegarlo a terra ma lasciarlo volante.

Per ottenere maggiori perfomance delle mie antenne ho ideato un simmetrizzatore di linea  comprendente un filtro anti TVI e un buon filtro passa basso. Altro errore e' usare per l'antenna fili di grossa sezione che non servono su antenne con balun,sono pesanti fanno spanciare il tutto. 

Si deve tenere in considerazione che un balun 9:1 per la legge di ohm e un autotrasformatore  che eleva in proporzione di circa 9 volte la tensione e ne ridice altrettanto la corrente. Quindi se la corrente e' ridotta non e necessario usare sezioni grosse filo. 

Io preferisco usare un cavo coassiale messo in corto alle estremita' magari il vecchio cavo tv da 9mm per aver un grosso rapporto lunghezza diametro favorendo le perfomance ,e della banda passante della antenna in questione ,ed oltretutto questo e piu leggero avendo dielettrico interno in foam. 

 

Costruzione di un balun.

Spesso vediamo in rete realizzazioni di balun con fili e piattine da casse per impianti hifi  o filo smaltato ecc. ecc. Il filo in pvc delle casse e' il meno indicato sopratutto perche' questi a 70 gradi comincia a colare mandando in corto circuito il tutto .Lo spessore del pvc e ' elevato e il conduttore e troppo lontano dal nucleo cosi, non sono bene concatenate le linee di forza col campo magnetico pregiudicando il funzionamento. Se usiamo potenza ,il PVC colera facilmente considerando che comunque nei balun una temperature di 70 gradi e una temperatura normale di esercizio per medie potenza. L'isolamento per grandi potenze non e sufficiente mandera in drop out il balun(sfiammera' ). Io personalmente uso filo multifilare argentato rivestito in teflon con spessore dello stesso di 0.5mm che garantisce una aderenza alla superficie del toroide e resiste fino a 400 gradi. 

Il filo smaltato puo esser idonero , anche se difficoltoso da avvolgere , a patto che abbia un 3 isolamento. Solitamente e' consigliabile avvolgere attorno ai toroidi soprattutto di potenza del nastro di teflon quello usato dagli idraulici , al fine di migliorare l'isolamento tra traferro e avvolgimento.  Questo andra fatto in particolar modo sulle ferriti.

 

 


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