0603
MiniVNA a balun
01.12.2009


Z měření balunů jsem měl trochu obavy. Jak jsem si změřil ohmetrem, jsou přímo propojeny zemnící spoje obou BNC konektorů. Tím by se měla zkratovat polovina proudového balunu a miniVNA by potom ukazoval nesmysly. Ve schematu jsem nikde nenašel tlumivku na VF oddělení obvodů. Po připojení balunu 1:1 na svorky ale analyzátor zobrazil křivku která byla pravděpodobná. Odpojil jsem tedy část balunu připojenou na pláště BNC konektorů a tím pádem zkratovanou propojením konektorů v přístroji. Na monitoru se objevila diametrálně odlišná křivka která vůbec neodpovídala  dříve změřeným průběhům, které jsem získal ze starého MFJ-259. Nevím jak, ale vypadá to, že propojení konektorů analyzátoru nevadí a měří dobře.

Balun 1:1
Vlevo jsou na obrázku měřené proudové baluny. Jeden 1:1 na toroidu z počítačového zdroje a dva baluny vyrobené podle popisu OK2BUH. Měření s miniVNA je velice pohodlné proti MFJ-259 a myslím, že i přesnější. Velice dobré je i měření fáze.








Na první pohled je na křivce nejen průběh impedance a průběh útlumu, ale i rezonance.  Zmenšené grafy v textu si můžete otevřít v původní velikosti z odkazů na konci článku.
Před měřením analyzátor podle popisu zkalibrujeme. SWR balunů měříme v menu antény, na konektoru DUT a vývod balunu je zatížen odporem 50Ω složeným ze dvou metaloxidových odporů 100Ω/0,6W paralelně. Při zapojování balunu k přístroji pro měření přenosu musíme dbát na to, aby jedny paralelně zapojené cívky byly připojeny na střed koaxiálních konektorů a druhé dvě cívky na jejich zemnící kontakty. Pokud se budou vývody balunu křížit dostaneme špatné údaje. A teď už naměřené hodnoty.


Na levém obrázku vidíme průběh SWR (červená), impedance (zelená) a průběh fáze (fialová) v rozsahu 0,1 až 180 MHz. Na pravém grafu je znázorněn v tomto kmitočtovém rozsahu útlum (modrá) i průběh fáze (fialová) . Tyto barvy jsou použity u všech zobrazení. Zajímá nás průběh fáze. Na levém grafu vidíme, že okolo kmitočtu 70MHz klesá fázový posun na nulu. To znamená, že v tomto místě je paralelní rezonance. Naproti tomu,  asi na frekvenci 160MHz je úhel fáze 180°. V tomto místě je tedy sériová rezonance. V rozsahu krátkých vln, kde chceme balun použít není žádná rezonance. Znázorníme si tedy pomocí markerů oblast krátkých vln.


V celém rozsahu nepřekročí SWR hodnotu 1,4. A na pravém obrázku vidíme, že ztráty jsou zanedbatelné.  Pro oblast krátkých vln tento balun plně vyhovuje. Balun na jádru ze zdroje PC má v této oblasti srovnatelné parametry..

Balun 1:4
SWR balunu 1:4 měříme jako v předešlém případě, jenom balun zatížíme bezindukčním odporem 200Ω. Ten opět složíme ze dvou metaloxidových odporů 100Ω/0,6W.  Ale na měření útlumu u balunu 1:4 musíme trochu jinak.
Protože  jeho výstupní impedance je 200Ω musíme do serie s balunem vřadit odpor 150Ω. Tím jej impedančně přizpůsobíme padesáti ohmovému  vstupu DET u analyzátoru. Tento odpor by ale  vnášel do měření útlumu podstatnou chybu.

Útlum na něm by byl větší než na balunu. Proto propojíme nejen pláště, ale tímto odporem i střed vstupů DUT a DET  a analyzátor zkalibrujeme. Analyzátor tuto hodnotu zahrne do svých výpočtů a měření proběhne bez problémů. Proudový balun pro měření přenosu zapojíme podle schematu. Vodiče označené písmeny A na střední kontakt a vývody B na plášť příslušného BNC konektoru. V tomto zapojení dostaneme nejnázornější zobrazení.


Na grafech vidíme, že v oblasti krátkých vln nehrozí žádná rezonance a proto se podíváme jaké jsou průběhy v rozmezí uvažovaných kmitočtů. Tyto grafy jsou v podstatě identické s předchozím měřením. I v tomto zapojení balun velice dobře vyhoví.


Pravda je, že pokud se balun použije nevhodně, ztráty na něm prudce narostou. Na kopii obrazovky je vidět průběh SWR, impedance a útlumu na proudovém balunu 1:4 který má na straně nižší impedance připojený odpor 50Ω a strana s vyšší impedancí (200Ω) je připojena na miniVNA, který má ale vstup s impedanci 50Ω. Jedná se o stejný balun 1:4, který je popsán v předešlém oddílu. Úsudek si může udělat každý sám.



Odkazy:
[1]
[2]		 příručka analyzátoru miniVNA
krátký manuál anténného analyzátora VNA		 mini Radio Solutions
Tono Mráz OM3LU		 /www.miniradiosolutions.com/
Zborník Tatranské Matliare 2008