Különböző valós impedanciájú hálózatok egymáshoz illesztéséhez gyakran speciális, széles sávú transzformátorok használatosak. Különböző hálózatnak minősülhetnek például a rövidhullámú rádió adó-vevők, és a tőlük gyakran eltérő impedanciával rendelkező antennák. A két rendszert mindkét oldal felé aszimmetrikus (unun-nak hívják a nemzetközi szakirodalomban, unballanced-unballanced a teljes kifejezés, aminek az unun a rövidítése) összeköttetéssel rendelkező, illetve szimmetrikus-aszimmetrikus (ballanced-unballanced, azaz balun) összeköttetéssel rendelkező transzformátorok a használatosak. Az alábbi cikk ezekkel foglalkozik.
A balunok gyakran például szimmetrikusnak minősülő, dipól antennát kapcsolnak össze aszimmetrikusnak minősülő koaxiális kábellel. Az impedancia áttétel arányát is jelezni szokás. Például a három sávos (40m, 20m és 10m), FD3-as elnevezésű Windom antenna impedanciája 200 ohm. 4:1-es áttétellel rendelkező balun-t szokás hozzá használni, ami a 200 ohmot letranszformálja 50 ohmra. Ideális esetben mindkét oldal impedanciája a használt frekvenciákon jórészt valós összetevővel rendelkezik. Ha ez nem teljesül, akkor önmagában a balun nem elegendő a hatékony megoldáshoz, antenna hangoló, azaz Tuner is kellhet, amivel kikompenzálható az antenna nem valós összetevője.
A balun célja nem csak az impedanciák illesztése, hanem a szimmetrikus és aszimmetrikus rendszerek biztonságos összekapcsolása is. Ha ez nem történne meg, úgy az antennákat tápláló koaxiális kábelek külső, árnyékoló harisnyáján káros, nagyfrekvenciás áramok haladhatnának. Az alábbi cikkemben ezt is tárgyalom majd. Itt még csak annyit jegyzek meg, hogy hagyományos Tuner soha nem lehet balun, mert a kimenete és a bemenete is aszimmetrikus (leggyakrabban SO-239-es csatlakozó)
Unun transzformátor szokott lenni például a vertikális antennák tövében is (gyakran a mágnestalpas UHF/VHF antennáknál is).
Az Angol M. Ehrenfried – G8JNJ írt egy érdekes, angol nyelvű tanulmányt a témában, amit Magyar nyelvre fordítottam és mellékeltem itt a cikk alján (és az eredeti angolul íródottat is). Sok ábra, mérés, grafikon és érthető magyarázat van benne, ezért érdemesnek tartottam közreadni.
Tapasztalatom szerint, a "balun-ok" témája körül amúgy is sok félreértés, tévedés kering a rádiósok körében. A cikk és az alábbi írásom ezekben tud segíteni. Ami kimaradt a lefordított cikkből (én bele tettem volna), az a ferrit, illetve por-vas gyűrű-magok frekvenciafüggése és a teljesítményre történő méretezés. Ezekről írok én az alábbiakban néhány gondolatot.
Többeknél láttam, hogy a szokásos "rábilincselős" ZAVARSZŰRŐ ferrit-eket használják a káros köpenyáramok megakadályozására. Nem tudván, hogy azok a vas-anyagok a frekvenciafüggés miatt, túlnyomó részben csak az 1MHz-es felső frekvenciahatárig alkalmazhatók. Aztán vannak, akik a régi, vagy tönkrement, kapcsolóüzemű PC-tápegységekből termelik ki a sárga-fehér színjelzésű toroid-magokat, balunok céljára. A vizsgálataim szerint ezek többnyire 7MHz-ig használhatók, bár találkoztam néhány (kinézetre ugyanilyen) maggal, amik bírták a 14MHz-et is. Nyilván az ilyen magok nem alkalmasak például 28MHz-re...
Aztán tapasztaltam olyat is, hogy egy vasmag-amyag bizonyos szűk frekvencia tartományban a többi frekvencián tapasztalhatótól teljesen eltérően viselkedett. Ez többnyire pici magoknál volt, ahol a meneteket alkotó vezeték hossza nem játszhatott szerepet a jelenségben.
Ezért a felhasználásra szánt magokat érdemes például Nano-VNA-val megvizsgálni. 7-8 menet rátekerésével, impedancia mérésre állítva a műszert a kérdéses frekvenciatartományban kell szemrevételezni. Itt nem vízszintes vonalat kell várni jó eredményként, mert az induktivitás a frekvencia növekedésével, növekvő impedanciát is jelent! Tehát valami felfelé görbülő ívet kell majd látnunk. Ha ebben vannak csúcsok, vagy völgyek, akkor az jelentheti a túl hosszú vezetéket is, illetve a mag frekvenciafüggését is. Hogy eldönthessük, melyik van a kettő közül, változtassunk egy menetet a menetszámon és nézzük meg, eltolódik-e (frekvenciában lefelé, ha növeltük a menetszámot) a "hupli" frekvenciája! Ha igen, a vezetékhossz a ludas. Ha viszont a "hupli" az eredeti helyén maradt, a vasmag frekvenciafüggéséről van szó. Az első esetben tervezzük át a transzformátorunkat a mellékelt cikk alapján! Az utóbbi esetnél érdemes néhány ugyanolyan magot megvizsgálni. Ha mindegyiknél ugyanaz a helyzet, akkor az anyaga frekvencia függő, az adott típus nem alkalmas a feladatra. Ha a többinél nem jelentkezik, akkor használjuk inkább azokat, mert lehet, hogy kifogtunk egy selejtest!
De a helyzet még ennél is bonyolultabb. Mert a vas-anyagok nem lineárisak (ld. telítési görbe). Tehát ha a Nano-VNA-ra kapcsolva, pár mW-on bizonyos módon viselkednek, attól az még nem biztos, hogy 100 watton is ugyanúgy fognak viselkedni! Erre is érdemes figyelni.
A széles sávú transzformátorok (pl. balun-ok) nem biztos, hogy a kívánt teljes tartományban egyformán jól teljesítenek. Ilyenkor szoktak primer oldalon egy 50...100pF kapacitású kondenzátort beiktatni a bemenettel párhuzamosan (trimmer-kondenzátorral meghatározható a szükséges, maximális érték), ami a linearitást kitolja. Az ötlet jó, de ide érdemes nagy feszültségű (3..6kV) kondenzátort tenni arra az esetre, ha az SWR valamiért nagyon elromlik és nagy feszültséglökések jelennének meg a balun bemenetén! A nagyfeszültségű átütéseket ilyenkor a Tuner-ben is lehet néha hallani. Nem szerencsés persze, ha ez a rádión is megjelenik. Jó esetben a Tuner-ben marad, az "megfogja" és csak ott pusztít...
Ha például rosszul méretezett a toroid-magunk egy balun-ban, azt onnan vehetjük gyorsan észre, hogy ha 100 watton lenyomva tartjuk a morze billentyűt hosszabb ideig, az SWR-érték folyamatosan romlik! Ha csak rövid időre (egy ti, vagy tá idejére) nyomjuk le a billentyűt, a jelenséget nem biztos, hogy észrevesszük. Az elkészült balunt (mindegy, hogy 4:1-es, vagy 1:1-es vagy akármi) mindenképpen még teszteljük a munkapadon úgy, hogy a kimenetére tegyünk egy nagyobb teljesítményű műantennát és hajtsuk meg a bemenetet 70-100 wattal, pár percig! A magnak nem szabad jelentősen felmelegedni (30-40 fok még rendben van), és az SWR-nek nem szabad változnia menet közben!
Fojtó-balunokat sok esetben ajánlatos használni, ha nem kívánatos köpenyáramok teszik keserűvé napjainkat. Ezeket sokféle módon észrevehetjük. Az egyik módszer az, hogy megtapogatva a rádió burkolatát valami olyan helyen, ami nem takart festékkel, az SWR-mérő mutatóját mocorogni látjuk (folyamatos adáskor a morze billentyűt nyomva tartva). Néha csípkedő, égető érzéseket is tapasztalhatunk. A másik gyakori jelenség a számítógép lefagyás, újra indulás, riasztó téves riasztása, monitor és egér meghülyülése. Továbbá, ha az antennát nem tudjuk normálisan, alacsony SWR-re húzni a Tuner-rel, gyaníthatóan ezekben az esetekben is fojtó balun szükséges. Ha például a rádióig vezető kábelünk hosszú szakaszon (5-10m) párhuzamosan fut az antenna vezetékével, akkor is keletkezhetnek köpenyáramok. Ekkor a lakásba bejövő szakaszra is érdemes egy fojtó-balunt tenni. Ellenkező esetben elég csak fent, a koaxiális kábel antenna felőli végére tenni egyet. A fojtó-balun nem illeszt impedanciát! Áttétele 1:1-es. Csupán annyit tesz, hogy annyira megnöveli a koaxiális kábel harisnyájának induktivitását, hogy megakadályozza a kábel külsején, hogy nagyfrekvenciás áramok haladjanak tovább a rádiós szobánk felé... Ha antenna illesztésre is szükség van, akkor az illesztő transzformátort (balun-t) az antenna és a fojtó-balun közé kell tenni!
A fojtó-balun-t úgy kell tervezni, hogy a tekercs reaktanciája a kívánatos frekvenciatartomány alsó felén legyen minimum 2000 ohm (50 ohmos koax esetén). Itt is a cikk szavai a megszívlelendők. Ha például a tekercsnek a használt frekvenciatartományban valahol rezonanciája van, akkor ott a fojtó hatás megszűnik! Ekkor azt tapasztaljuk, hogy csak bizonyos frekvencián dolgozva jelentkeznek köpenyáramok, máshol minden oké. És természetesen az alkalmazott magnak bírnia kell a felső frekvenciahatárt is! Ellenkező esetben a magasabb frekvenciákon dolgozva azt érzékeljük, hogy a fojtó "eltűnt" és a köpenyáramok megjelentek...!
Sok sikert kívánok a tervezéshez!
 Balun-ok_tervezése.pdf | [A tanulmány magyar fordítása] | 1055 kB |
| Balun_construction.pdf | [Az eredeti angol tanulmány] | 1333 kB |