Balun 1:4 - Material?

Hallo Ha-Jo,

vielen Dank für Deine Stellungnahme.
Bei dem T200 Balun wird der Kern erwärmt, glaube ich jedenfalls, es ist schlecht zu fühlen, da die Ringkerne vollständig bewickelt sind.

Habe heute neue Ringkerne beim R aus Sande bestellt.
Wäre gespannt was Du noch aus dem Ärmel schütteln könntest hi.

Auf meiner Webseite habe ich nochmal die Ergebnisse aus MMANA reingestellt. (inkl. Datensatz)
Leider hat der Dipol gerade im 20m Band Extremwerte. Ich könnte den Dipol noch auf maximal 2 x 9m bringen, vielleicht bringt das noch was?
Werde MMANA befragen müssen.

Hallo Andreas,
ich habe Dir eine mail nach t* geschickt. Lese mal den Artikel von Karl Hille.

Hallo Ken,

ja es ist NYAF Litze geworden, meine vorhandene Teflonlitze reicht nicht mehr für die beiden Kerne.
Habe schon neue beim gelben "B" bestellt.
Werde die T200-2 Kerne nochmal mit 1 mm² Kupferlackdraht aus der Motorenwicklerei bewickeln, (soll min. 1000 Volt aushalten sagte der Meister) muß die Drähte dann halt mit etwas Abstand wickeln.

Auch die Möglichkeit, das Dipol auf 2 x 6,5m zu kürzen, (nach DL1VU) werde ich ausprobieren. MMANA sagt mir auf fast allen Bändern eine bessere Anpassung voraus. Für 80m wäre dann ein 1:1 Balun richtig.
Dann ist eine Umschalbox angesagt, wollte ja immer schon mal den KRC2 bauen, wir werden sehen.
Das Wochenende ist auf jeden Fall gesichert hi.

Vielen Dank für die Tips

Zitat

Original von DG3OBK
Werde die T200-2 Kerne nochmal mit 1 mm² Kupferlackdraht aus der Motorenwicklerei bewickeln, (soll min. 1000 Volt aushalten sagte der Meister) muß die Drähte dann halt mit etwas Abstand wickeln.

Hallo Andreas,

ich glaube das kannst Du dir sparen. Zumindest sieht es blöde aus, weil Du es nicht sauber auf Abstand gewickelt bekommst. Mit der Teflon-Litze, schön dicht an dicht, paßt es dann. Auf der anderen Seite; wenn Du Spaß daran hast - warum nicht.

Also viel Erfolg und bitte berichte noch mal, wenn Du den Balun mit Teflon-Litze fertig hast. Insbesondere der Frequenzschrieb würde mich interessieren. Ich erwarte, daß der Abfall zu höheren Frequenzen nicht oder geringer ausfällt.

Lbr Andreas,

damit das Wochenende gerettet ist, möchte ich dir als Alternative mal eine ganz andere Anpaßschaltung vorschlagen.

Den Balun dazu kannst Du ganz einfach gewinnen, indem Du dazu die eine Hälfte von Ken's Balun nimmst und entsprechend der angegebenen Skizze verdrahtest.

Ich bin derzeit noch mit der Auswertung von Modelluntersuchungen über den bisherigen Balun beschäftigt.

Noch eines:

Versuche bei den Anpaßversuchen zunächst immer mit der kleinstmöglichen Leistung auszukommen, und fange dazu auch am besten auf dem höchten Band an. Denn vor allem auf 80 m und 40 m braucht dein Dipol ganz s chön hohe Spannungen, und die Hälfte davon müssen auch die Kondensatoren im KAT100 aushalten.

Mache also Leistungsversuche erst, wenn Du einen Überblick hast, welche Bänder sich anpassen lassen und welche evtl nicht.

Und fange auch mit den Leistungsversuchen bei dem obersten Band an, wo die Anpassung geht.

Später mehr.

OK?

Viel Erfolg!

73

Andreas, DG3OBK, hat neue, interessante Erkenntnisse zum Thema auf seine Web-Site gestellt.
Link

Hallo Ballunbauer,

ich bin erst jetzt aus dem Urlaub zurück und habe den Thread gelesen. Zu den Hintergründen eines heißen Baluns an kurzen Antennen muss man einiges sagen.

Früher war es aus ganz praktischen Gründen üblich Antennen von sich heraus grundsätzlich in Resonanz zu betreiben, ohne dass man einen zusätzlichen Tuner benötigte. Das hatte der KW-Amateur quasi im Blut und daher liest man auch gelegentlich mal die Frage, ob denn eine zu kurze Antenne mit einem Tuner noch als resonantes Gebilde angesehen werden kann? Die Antwort auf diese Frage lautet: Ja, selbstverständlich, denn was auch heute noch jeder Amateur will, das ist die maximal verfügbare Leistung aus seinem TX abzustrahlen.

Dazu muss der Tuner zwei Dinge tun: 1) den Blindanteil der elektrisch nicht passenden Antenne kompensieren und 2) den dann verbleibenden reelen Widerstand auf den Speisewiderstand seines TX anpassen. Diese zweite Aufgabe wird u.a. auch durch Balune unterstützt bzw. vereinfacht. Ganz früher brauchte der OM nur diese ohmsche Anpassung und nur ganz kleine Blindanteile mit einem Tankkreis kompensieren. Heute will man aber auch mit kurzen Antennen arbeiten und daher ist alles etwas anderes. Dadurch können nun Probleme auftauchen, die es zuvor gar nicht gab:

Es geht hier - wie ich gelesen habe - um folgende Dipole: 2x6,5m 2x8m, 2x10m und 2x20m, die auf 80m, 40m und 20m, die über 1:1 bzw 1:4 Balune und Hühnerleitern angepasst werden. Man muss dabei unterscheiden ob a) der Dipol zu kurz für das betrachtete Band ist (dann ist sein Strahlungswiderstand kleiner als 70 Ohm) oder ob er b) etwa passend oder zu lang ist. Im letzteren Fall dürften heiße Balune auf zu dünne nder ungeeignete Wickeldrähte und/oder auf ein ungünstiges Kernmaterial zurückzuführen sein. Auch die Wickeltechnik ist entscheidend.

Ferritkerne eignen sich meist besser für tiefere Frequenzen, da sie i.d.R. eine etwas höhere Permeabilität haben und man weniger Windungen für die gleiche Induktivität benötigt. Eisenpulverkerne können bei 30MHz dennoch besser sein. Man muss es selbst einmal versuchen und sollte den ufb mini Ringkernrechner von DL5SWB benutzen!

Ich habe das mal für 1:1 und 1:2 Balune in unterschiedlicher Wickeltechnik ausprobiert und die Reflexionsdämpfung bei optimalen Abschluss über der Frequenz gemessen. Zur Interpretation sollte man wissen, dass eine Reflexionsdämpfung von 10dB einem SWR von 1,9 und eine Reflexionsdämpfung von 20dB etwa einem SWR von 1,2 entspricht. Auch nur zur Erinnerung sollte man sich klar machen, was das eigentlich bedeutet: Ein SWR von 2 entspricht bei 50 Ohm einem Widerstandsfehlabschluss von 25 oder 100 Ohm (das SWR unterscheidet die beiden Fälle nicht). Interessant ist auch noch, wie viel Leistung dabei gegenüber dem Idealfall "verloren" geht:

• Bei SWR=2 gehen bereits nur noch 10% der Leistung verloren und bei SWR=1,2 sind es nur noch 1%!
  

  
  

• 10% Leistungsverlust ist ein Verlust von 0,45dB oder etwa so viel wie 1/13 (in Worten: eine dreizehntel) S-Stufe! Den Unterschied zwischen dem angestrebten Ideal (SWR 1) und einem praktisch realisierbaren SWR 2 hört Niemand mehr! Nur die Wenigstens können das auch nachvollziehbar und genau messen!
  

  
  

• Alles kleiner SWR 2 (oder grösser als 10dB Reflexionsdämpfung) ist für AFu-Zwecke bereits völlig ausreichend. Mehr braucht man i.d.R. als Amateur nicht.

Dies nur zur Erinnerung, über was für geringe Verluste man sich gelegentlich die Köpfe einschlägt!

Die Bilder T50-20W-1zu1 und FT50-20W-1zu1 zeigen den Vergleich zwischen Ferritmeterial (FT50-43) und Eisenpulver (T50-2 rot) bei jeweils 20 Windungen und verdrillten Drähten für die Primär- und Sekundärwicklung. Es handelt sich hier um eine klassische Trafoschaltung mit galvanischer Trennung beider Kreise. Das Verhalten der gleichen klassischen Trafoschaltung bei 1:2 Widerstandstransformation zeigt bei gegenüberliegenden Wicklungen das Bild FT50-10-14W-1zu2-g bzw. bei miteinander verdrillten Wicklungen das Bild FT50-10-14W-1zu2-d. Dies ist zwar nicht die typische Balun-Wickeltechnik, doch man sieht sehr gut, dass die innere Kopplung der Wicklungen selbst auf dem FT-43-Kern bei örtlich getrennten Wicklungen (!) schon deutlich geringer als bei einer verdrillten Wickeltechnik ist. Für die Praxis reicht es aber aus die beiden Wickelungen Windung für Windung nebeneinander zu wickeln. Ein Verdrillen ist eigentlich nicht erforderlich, maximiert aber die innere Kopplung. Das Beispiel belegt schon sehr deutlich, wo Verluste auftreten können, die dann mit zu einer Erwärmung des Kernmaterials führen können.

Man muss aber noch etwas bedenken: Bei zu kurzen Dipolen ist der Strahlungswiderstand kleiner als 70 Ohm. An dieser Stelle findet man zwei Diagramme, aus denen sich der Strahlungswiderstand ablesen lässt. Hier interessiert nur der ohmsche Anteil Rw. Ein 2x6,5m-Dipol hat damit auf 80m ein l/Lambda von 6,5/80, also etwa 0,08, was einen Strahlungswiderstand von 2x (es ist ein Dipol) 2,5 Ohm, also von etwa 5 Ohm ergibt. Schaltet man hier nun unmittelbar am Dipol einen 1:4 Balun mit der 4er-Seite an den Dipol, so wird der Strahlungswiderstand auch noch auf 1,25 Ohm herunter transformiert. Ein 11m langes speisendes 50 Ohm Koaxkabel würde diesen Widerstand bei 80m Wellenlänge auf etwa 2,8 Ohm transformieren, was ein Tuner problemlos auf 50 Ohm anpassen kann. Doch was fliessen im Balun für Ströme bei 100W HF? Es sind I=sqrt(P/R), also Wurzel aus 100/1,25 = 8,9A. Dieser hohe Strom bringt den Kern sehr schnell in die Sättigung, wobei er erhebliche Verluste hat und selbstverständlich heiß wird!

Wie kann man das ändern? Folgende Wege stehen offen:

• Die brut-force-Methode nimmt einfach einen dickeren Kern oder stapelt mehrere Kerne zu einem Paket. Stapel bis zu 4 Kerne habe ich schon gesehen. Das geht selbstverständlich, ist aber nicht sehr ingeniös.
  

  
  

• Man wickelt den Balun nicht mit 2x5 Wdg, sondern probiert mal 2x10 Wdg aus. Das erhöht die Eigeninduktivität der Wicklung und damit ihren Blindwiderstand um den Faktor 4. Mit dem mini Ringkernrechner von DL5SWB kann man dann ermitteln, dass die maximal an der Wicklung liegende Spannung (sie ist über P=U²/Z mit der Leistung verknüpft) höher sein darf, weil der magn. Fluss geringer wird.
  

  
  

• Hat man den Balun direkt am Speisepunkt des kurzen Dipols, so dreht den Balun einfach um und speist den Dipol mit der 1er-Seite des Baluns. Jetzt wird der kleine Strahlungswiderstand in Richtung Speisekabel herauf transformiert auf 20 Ohm und ein 50 Ohm-Koaxkabel transformiert ihn nach 11m jetzt auf etwa 37 Ohm. Das kann ein Tuner völlig problemlos anpassen. Der Strom im Balun beträgt aber auf der Anschlussseite des Dipols immer noch sqrt(100/5) = 4,5A.
  

  
  

• Man verwendet am Dipol selbst gar keinen Balun und schaltet dort eine 300 Ohm Hühnerleiter direkt an. Nach 11m (bei 80m-Betrieb) wäre der Strahlungswiderstand von 5 Ohm dann auf 11 Ohm transformiert, was für den Tuner auch kein Problem ist. Man braucht hier dann ggf. einen 1:1 Balun, durch den bei 11 Ohm jetzt aber nur noch sqrt(100/11) = 3A fliessen würden.

Man sieht sehr schön, dass man sich bei kurzen Antennen durchaus Gedanken machen sollte ob, wo und wie herum man den Balun anbringt, damit man den Kern nicht in die Sättigung fährt. Der Kern produziert dort neben Verlusten auch noch nichtlineare Effekte, was zu Intermodulation und Nebenwellen führen kann. Im Zweifel sollte der Balun auf der hochohmigeren Seite angebracht sein, weil dann die magnetische Feldstärke in seinem Kern am geringsten ist. Damit seine innere Kopplung hoch genug bleibt, muss man dann ggf. die Wicklungsanzahl etwas erhöhen, was aber auch wieder die magnetische Feldstärke im Kern erhöht und die Gefahr der Sättigung birgt. Wenn das Kernmaterial "am Ende" ist, dann muss es eben ein etwas grösserer Kernquerschnitt oder ein Kern-Stapel sein.

Eine Verlängerung des kurzen Dipols kleiner Lambda/2 und/oder der Speiseleitung bei einem Balun am Speisekabelanfang kann - wegen der Widerstandstransformation durch das Kabel selbst - ebenfalls zu einer Verminderung des Stroms im Balun führen. Bei höheren Bändern macht es dann auch Sinn eine kapazitätsarme Wickeltechnik zu verwenden. Ganz allgemein sollte der Durchmesser des Wickeldrahts so bemessen sein, dass der Kern auch ausgenutzt wird. Dadurch reduziert man die reinen ohmschen Verluste in der Wicklung.

Bei den längeren oben erwähnten Dipolen sind die hier aufgezeigten Effekte entsprechend ihrem l/Lambda-Verhältnis ähnlich. Je dichter der Dipol von 0 an seine typische Lambda/2-Länge heran kommt, um so geringer werden bei gleicher Speiseleistung die Balunströme. Längere Dipole sind sogar bis etwa 0,9 l/Lambda hochohmiger als 70 Ohm. Kurze Speiseleitungen kleiner Lambda/4 transformieren diese gegenüber dem Wellenwiderstand der Speiseleitung höheren Strahlungswiderstände aber wieder auf kleinere Werte! Man muss also gut aufpassen was man tut. Genau das alles hatten sich "die echten old men" früher erspart, indem sie ihre Antennen immer schön bei Vielfachen von Lambda/4 betrieben haben.

Merke: Wer mehr haben will, muss auch drüber nachdenken, was er tut

Korrektur: Fehlerbereinigung und Link zum Ringkernrechner ergänzt.

Hallo Tom,

mein 1:4 Balun, den ich seinerzeit zum glühen brachte, hätte nach Deiner Beschreibung eigentlich funktionieren sollen - oder habe ich etwas falsch verstanden?

Der Balun bestand aus 2 Stück FT140-43 mit je 5 Windungen CuL (1mm) bifilar gewickelt. Nach zwei Windungen bin ich durch die Kernmitte auf die gegenüberliegende Seite des Kerns gegangen und habe zwei weitere Windungen aufgebracht. Diese beiden Kerne wurden dann zum 1:4 Balun verschaltet.

Eingesetzt hatte ich den Balun an einer Up&Outer (2x10m lang) mit ca. 14m Hühnerleiter. Der Balun befand sich dabei unmittelbar am ATU. Ich habe mit 100W Sendeleistung ein CW Plauder-QSO auf 40m gehalten, bis mir mitten im Sendebetrieb das SWR "weglief". Als ich mir daraufhin den Balun ansehen wollte habe ich mir beinahe die Finger verbrannt ...

Wenn ich richtig gerechnet habe, dürften im Balun keine hohen Ströme geflossen sein, da die HL die Fußpunktimpedanz der Antenne sogar über 100Ohm transformiert hat.

Hallo Karsten,

tja, das sieht eigentlich alles richtig aus. 2x10m ist ja für 40m rein ohmscher Betrieb. Nach 14m sollten bei einer 300 Ohm-Hühnerleiter die 70 Ohm des Dipols auf etwa 270 Ohm angehoben sein. Der übliche 4:1 Balun setzt das dann auf 67 Ohm, was ja schon ein sehr gutes SWR von 1,4 ergibt. Da braucht man eigentlich keinen Tuner mehr.

Mir fällt auf, dass dein Balun "nur" 5 Wdg. hat. Bei meinen Untersuchungen an FT50-43 hatte ich unter 7 Wdg schon deutlich schlechtere Reflexionsdämpfungen gemessen und daher mit 10 Wdg oder auch sogar mit 20 Wdg. gemessen, was mir dann aber doch zu viel für die höheren Bänder war. Ich kann jetzt nur vermuten, dass es daran gelegen haben könnte, sofern der Kern selbst keine Macke hatte.

Wenn der Kern in der Sättigung war (davon kann man ausgehen), dann müsste der HF-Strom auf der TX-Seite recht hoch gewesen sein. Das ist bei weniger Wdg. denkbar, denn dann ist der Eigenwiderstand der Balunwicklung auf 7MHz noch nicht gross gegen die oben geschätzten 67 Ohm. Dem ATU ist das wurscht. Er passt das was er sieht auf die 50 Ohm des TX an und somit kann der Ausgang dann auch deutlich niederohmiger als erwartet sein.

Man müsste die Reflexionsdämfung und/oder die Durchlassdämpfung deines 5Wdg-Baluns mal messen. Dann wird man schon schlauer. Du könntest auch mal das SWR zwischen TX und Balun ohne ATU messen. Wenn das in der oben gemachten Anordnung deutlich schlechter als 1,4 ist, dann stimmt irgendwo etwas nicht.

Mein FT50-43 Balun hat 2x15Wdg (siehe Bild), eine Reflexionsdämpfung auf 7MHz von besser als 30dB und selbst auf 10m noch 20dB, was ausgezeichnet ist. Allerdings habe ich ihm auch noch keine 100W zugemutet.

Zitat

Original von DC7GB
tja, das sieht eigentlich alles richtig aus. 2x10m ist ja für 40m rein ohmscher Betrieb. Nach 14m sollten bei einer 300 Ohm-Hühnerleiter die 70 Ohm des Dipols auf etwa 270 Ohm angehoben sein. Der übliche 4:1 Balun setzt das dann auf 67 Ohm, was ja schon ein sehr gutes SWR von 1,4 ergibt. Da braucht man eigentlich keinen Tuner mehr.

Die HL hatte ca. 450 Ohm.

Zitat

Mir fällt auf, dass dein Balun "nur" 5 Wdg. hat. Bei meinen Untersuchungen an FT50-43 hatte ich unter 7 Wdg schon deutlich schlechtere Reflexionsdämpfungen gemessen und daher mit 10 Wdg oder auch sogar mit 20 Wdg. gemessen, was mir dann aber doch zu viel für die höheren Bänder war. Ich kann jetzt nur vermuten, dass es daran gelegen haben könnte, sofern der Kern selbst keine Macke hatte.

Die Dimensionierung habe ich so von Peter's Bauvorschlag übernommen. Die Reflexionsdämpfung war mit einem 200 Ohm Widerstand gemessen gerade auf 40m klasse (<1,1). Also daran hat es eher nicht gelegen.

Der Kern war nagelneu und ohne (sichtbare) Blessuren.

Zitat

Wenn der Kern in der Sättigung war (davon kann man ausgehen), dann müsste der HF-Strom auf der TX-Seite recht hoch gewesen sein. Das ist bei weniger Wdg. denkbar, denn dann ist der Eigenwiderstand der Balunwicklung auf 7MHz noch nicht gross gegen die oben geschätzten 67 Ohm. Dem ATU ist das wurscht. Er passt das was er sieht auf die 50 Ohm des TX an und somit kann der Ausgang dann auch deutlich niederohmiger als erwartet sein.

Das spräche dann auch für mehr Windungen. Aber wenn er auch auf 10m benutzt werden soll ...

Zitat

Man müsste die Reflexionsdämfung und/oder die Durchlassdämpfung deines 5Wdg-Baluns mal messen. Dann wird man schon schlauer. Du könntest auch mal das SWR zwischen TX und Balun ohne ATU messen. Wenn das in der oben gemachten Anordnung deutlich schlechter als 1,4 ist, dann stimmt irgendwo etwas nicht.

Den Balun gibt es nicht mehr. Ich habe ihn durch einen T200-2 Balun mit 19Wdg. ersetzt (siehe Galerie). Der funktioniert bisher anstandslos, auch an meinem 2x20m Dipol. Soweit ich das beim Andreas verfolgt habe, ist dieser Balun zur Zeit auch (noch?) sein Favorit.

Hallo Karsten und Balunforscher,

der T200-2 hat bei 19 Wdg. etwa 4,3uH, was auf 7MHz einen Blindwiderstand von 190 Ohm ergibt. Bei diesen Wickelwerten kann an ihm noch eine Spannung von 445V@7MHz liegen und er ist gerade noch nicht in der Sättigung. Liegt die Wicklung an 50 Ohm (Annahme), so wären das knapp 4kW! Man sollte die 19 Wdg. aber nicht an mehr als 50 Ohm legen, da der eigene Blindwiderstand von nur 190 Ohm nicht sehr weit davon entfernt ist. Das führt dann zu einer Einfügungsdämpfung, die vielleicht um die 2 dB liegen wird. Bei 100W gehen dabei immerhin auch schon um die 37W verloren und werden in Wärme umgesetzt! Es wäre interessant mal die Einfügungsdämpfung des T200-2 mit dieser Bewicklung zu messen.

Der FT140-43 hat bei 5 Wdg. etwa 19uH, was bei 7MHz etwa 836 Ohm ergibt. Allerdings darf an ihm dann auch nur maximal 71V@7MHz liegen, was bei 50 Ohm Anschluss nur gerade eben 100W sind. Dafür hat er wegen des günstigeren Abstandes zu seiner Eigenimpedanz mit Sicherheit eine geringere Einfügungsdämpfung, die wohl deutlich unter 1 dB liegen wird. Für kleine Leistungen (QRP-Betrieb) ist er sicher die bessere Wahl.

Da bei der Überschlagsrechnung hier einige willkürliche Angaben (Hühnerleiter mit 300 Ohm) gemacht wurden und beide Kerne natürlich auch Toleranzen haben, dürfte "das Problem" der Erwärmung geklärt sein. Der FT140-43 Kern ist tatsächlich bei 100W am Ende angekommen und hat keinen Sicherheitsabstand mehr. Kein Wunder also, wenn er knallheiß wird.

Zitat

Original von DC7GB
Das führt dann zu einer Einfügungsdämpfung, die vielleicht um die 2 dB liegen wird. Bei 100W gehen dabei immerhin auch schon um die 37W verloren und werden in Wärme umgesetzt! Es wäre interessant mal die Einfügungsdämpfung des T200-2 mit dieser Bewicklung zu messen.

Hallo Tom,

ich habe diesen Balun nur bzgl. der Rückflußdämpfung an genau 200 Ohm untersucht. Sie betrug auf 1,8Mhz 15dB, auf 3,5MHz 30dB, auf 25MHz 50dB und auf 40Mhz 30dB. Einen Screenshot habe ich leider nicht, aber man kann anhand der Daten den Verlauf wohl ganz gut extrapolieren. Er ist dem von Deinem T50-2 recht ähnlich.

In der Praxis habe ich den Balun bisher nur mit der Up&Outer (wie oben) und an meinem Dipol getestet. Eine Erwärmung habe ich bisher überhaupt nicht feststellen können, auch nicht auf 80m an meinem Dipol. Dennoch will ich natürlich nicht ausschließen, daß es Probleme mit anderen Antennen-/HL-Längen geben könnte.

Der ATU vom K2 paßt meinen Dipol mit diesem Balun sogar auf 160m an, allerdings ist der Wirkungsgrad natürlich bescheiden und ich nutze die Mimik nicht wirklich auf diesem Band. Aber für ein kurzes QSO reicht es hin und wieder

Hallo Tom,

Zitat

der T200-2 hat bei 19 Wdg. etwa 4,3uH, was auf 7MHz einen Blindwiderstand von 190 Ohm ergibt. Bei diesen Wickelwerten kann an ihm noch eine Spannung von 445V@7MHz liegen und er ist gerade noch nicht in der Sättigung. Liegt die Wicklung an 50 Ohm (Annahme), so wären das knapp 4kW!

Was hast Du da gerechnet?
Bei 445V@7MHz mit den o.g. sonstigen Parametern ergibt sich eine Flußdichte
von gerade mal rund 40 Gauss.
Eisenpulver erreicht seine Sättigung bei 5000 Gauss!

Zitat

da der eigene Blindwiderstand von nur 190 Ohm nicht sehr weit davon entfernt ist. Das führt dann zu einer Einfügungsdämpfung, die vielleicht um die 2 dB liegen wird.

190 Ohm parallel zu 50 Ohm verschlechtern das Eingangs-SWR
auf 1,26.
Das bedeutet einen Einfügeverlust durch Fehlanpassung von gerade mal 0,059dB.

Zitat

Der FT140-43 hat bei 5 Wdg. etwa 19uH, was bei 7MHz etwa 836 Ohm ergibt. Allerdings darf an ihm dann auch nur maximal 71V@7MHz liegen, was bei 50 Ohm Anschluss nur gerade eben 100W sind.

Flußdichte wieder 40 Gauss bei 71V.
Zulässig:max.2750 Gauss

Es ist ein weit verbreiteter Trugschluß,aus der Erhitzung des Kerns zwangsläufig
auf Sättigung zu schließen.
Die Erhitzung entsteht überwiegend durch Ummagnetisierungsverluste.
Bei starker Erhitzung verändern sich die Kerneigenschaften (z.B. µrel)
und die Verluste können noch erheblich zunehmen.

Eben habe ich noch Meßergebnisse von früher herausgekramt.
Es wurde ein 1:4 Balun mit Fair Rite Doppelloch-Kernen aus dem gleichen Material (#43) mit einem HP VNA vermessen:
Einfügedämpfung 1,1dB@7MHz bei einem return loss von 16dB

73
Clemens

P.S. Ich hoffe,daß ich endlich bald mal die noch ausstehenden Messungen am
OFC Dipol nachliefern kann.

Hallo zusammen,
ob Gauß oder watt, möchte ich das Thema mal praktisch darstellen. Der eine OM hat einen Dipol von 2 X 8m Schenkellänge mit HL, der andere OM hat 2 X 10m. OM Karl Hille benutzt 2 X 6,5m, QRPeter benutzt 2 X 13m Spannweite auch mit HL. Warum? Ganz einfach, da mehrere Bänder einen Schnittpunkt haben, siehe Grafik. Ich glaube nicht, das wir darüber diskutieren müssen, warum ein geeigneter Ringkern bei einem Kurzschluss heiß wird.

OM Arthur, DL7AHW hatte sich die Mühe gemacht, dieses grafisch darzustellen. Bei 6,5m Länge kann man links bei 0,5 und in der Mitte Überkreuzungen sehen und die Meter ablesen. Die Spitzen unten entstanden durch eine Phasenumdrehung, sodass man die Antennenlänge unten ablesen kann. Bei 13m finden wir dann den Wert für 2 X 6,5m nach K.H. QRPeter hat die doppelte Länge und auch noch den Treffer auf 80m. Je nach VK kann das etwas diffenzieren, was nicht das Thema ist. Die Kurven sind auf Langdraht bemessen und bei einem Dipol halt auf die Hälften aufzuteilen. Alle Kreuzungen in Höhe 0,5 von vielen Bändern bedeutet eine Anpassung für einen 1:4 Balun, alle Spitzen nach oben z.B. etwa 40m Länge (Spannungsspitzen) sollten mit einem Fuchskreis angepasst werden. Weitere Informationen findet man auf der Homepage von OM Arthur.
Ein Bild der ersten 20m ist angehängt. Daher bin ich der Meinung, das es besser ist, günstige Drahtlängen zu benutzen, damit die unnötige Verluste vermieden werden und die Baluns nicht "glühen".

Hallo Clemens,

ich habe nicht selbst gerechnet, sondern den mini-Ringkern-Rechner Version 1.2 von DL5SWB befragt (siehe Anlage). Das von dir angegebene SWR 1,26 stimmt, denn Z wäre etwa 39,6 Ohm.

Korrektur: Das allerdings nur dann, wenn beides reelle Widerstände wären. Man muss aber die Phasenverschiebung durch das L beachten. Die Parallelschaltung aus R und L ergibt dann im Idealfall ein Z=48,35 Ohm, was einem SWR von 1,03 entspräche. Also völlig vernachlässigbar. Sorry, das ist mir auch erst gerade aufgefallen.

Ich weiß nicht mehr wie ich auf die 2dB gekommen bin. Es war vermutlich ein Schätzwert. Ich meinte damit auch die gesamten Einfügungsverluste und nicht nur die Anpassungsverluste am Eingang! Ich muss allerdings ergänzen: ...an der oberen Leistungsgrenze des Kernmaterials. Das kam aber nicht so deutlich heraus. Ich schrieb ja: "Es wäre interessant mal die Einfügungsdämpfung des T200-2 mit dieser Bewicklung zu messen."

Etwas zurück im Thread hatte ich die Reflexionsdämpfung meines QRP FT50-43 Baluns als Anlage beigefügt. Seine Einfügungsdämpfung bei kleinen Signalen (-10dBm) liegt bei 0,5dB. Ferritmaterial ist etwas linearer als Eisen, aber an seiner Leistungsgrenze wird er sicher auch eine höhere Dämpfung haben (ich habe es noch nicht gemessen). Daher erscheinen mir dort die 2dB gar kein so unrealistischer Wert zu sein.

Die Ummagnetisierungsverluste müssen von der zugeführten Energie getragen werden. Was da nun fehlt, wird nicht mehr in magnetische Energie, sondern in Wärme umgewandelt. Das äußert sich darin, dass die Magnetisierungskurve abflacht. Werden die Verluste noch höher, so wird die Kurve auch flacher. Die Erhitzung des Kernes verändert dann auch seine Parameter. Die Sättigung ist bei Eisen daher kein harter Übergang. Ab einem bestimmten Punkt spricht man einfach von Sättigung, obwohl der Kern durchaus noch weiter magnetisierbar wäre. Doch seine Linearität wird immer schlechter. Da sollte man ihn deshalb möglichst nicht mehr betreiben.

Wie nun der Unterschied zwischen deinen Angaben und denen des Ringkernrechners zu Stande kommt, weiß ich nicht.

Hallo Tom,

Zitat

Wie nun der Unterschied zwischen deinen Angaben und denen des Ringkernrechners zu Stande kommt, weiß ich nicht.

Weiß ich auch nicht,da ich wie Du seinen Rechenweg nicht kenne.
Die bekannten physikalischen Formeln sind in jedem Falle nachvollziehbar
und liefern eindeutige Ergebnisse (sofern man sich nicht verrechnet :-)).
Mehrfaches Nachrechnen mit zwei verschiedenen Formeln ergab stets
die genannten 40 Gauss unter Zugrundelegung der gegebenen Parameter
bzw. Daten wie eff. Querschnitt aus dem Amidon Data Book.

Aber egal,ob jetzt 40 oder 57 Gauss,Du müßtest Du jetzt trotzdem erklären,wie
Du zu dem Schluß gekommen bist,daß hier Grenze zur Sättigung erreicht wird.
Wie schon geschrieben,gibt Amidon für Eisenpulver 5000 Gauss und für
Nr.43 Ferrit 2750 Gauss als max. zulässig an.

73
Clemens

Halo Clemens,

nun das ist ja doch ein gewaltiger Unterschied, den man klären sollte.

Von einer harten Sättigungs-Grenze habe ich gar nichts gesagt. Bei einer so weich gekrümmten Magnetisierungskennlinie wie sie Eisenpulver hat, könnte man den Punkt fast an jede beliebige Stelle legen. Ich kenne die Definition für diesen Punkt nicht, aber es wird ihn geben, obwohl es kein offensichtlich aus dem Kennlinienverlauf ersichtlicher, markanter Punkt sein wird. Wahrscheinlich wird man eine bestimmte Abweichung von der Idealkennlinie definiert haben. Doch selbstverständlich kann der Kern darüber noch weiter magnetisiert werden. Das hängt auch von seinem Querschnitt ab.

Ebenso könnte man ja auch fragen, wie definiert Amidon den Wert von 5000 Gauß als (harte) Grenze? Das ist sicher leichter rauszubekommen.

Hi Tom,

Zitat

nun das ist ja doch ein gewaltiger Unterschied, den man klären sollte.

Ja eben,daher nochmal an Dich die Frage,wie Du zu dieser Feststellung gekommen bist:

Zitat

Bei diesen Wickelwerten kann an ihm noch eine Spannung von 445V@7MHz liegen und er ist gerade noch nicht in der Sättigung

73
Clemens

Zitat

Original von DL4RAJ
Ja eben,daher nochmal an Dich die Frage,wie Du zu dieser Feststellung gekommen bist:

Hallo Clemens,

das hat Tom doch schon geschrieben. Er hat es aus dem Ringkernrechner abgelesen.

Fakt ist doch, neben allen Definitionsfragen, daß das 43er Material glühend heiß wird und das 2er Material nicht mal ansatzweise erwärmt wird. Diese Feststellung reicht mir inzwischen, das 43er Material für diesen Einsatzzweck an der Hühnerleiter auszuschließen. Da ist es mir zunächst egal, was Amidon dazu für Daten liefert.

Aber vielleicht kannst Du auf Basis der Amidon Daten erklären warum es ist wie es ist?

Na starte das Programm, wähle Eisenpulver-T..., dann T200 und -2, gebe 4,3uH und 7MHz ein. Jetzt kannst du nur noch einen grünen Bereich (die Spannung) verändern. Den Rest macht das Programm. Wo ist da der Bedien(er)fehler?