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Hat der Balun Einfluss auf die Eingangsempfindlichkeit eines Empfängers Teil I

Bisher betrachtete man den Balun nur immer beim Senden, aber wie wirkt er sich auf den Empfang aus und wie bestimmt die Größe des Ferritkerns die Eingangsempfindlichkeit.

…was ich mich immer schon mal fragte ist wie sich die Größe von Unun/Balun auf die Empfängereingangsempfindlichkeit auswirkt. Das man Ferritkerne zum Anpassen von Antennen benutzt ist gängige Praxis. Aber wirkt sich ein vielleicht zu großer Ferritkern auch negativ auf die Empfangseigenschaften aus werde ich hier untersuchen. Das ist kein umfassendes Experiment sondern bezieht sich, um den Aufwand in Grenzen zu halten, nur auf drei Kerne aus dem Material 43. Einmal ist es ein FT140-43, ein FT114-43 und dem Kern FT50-43. Alle Kerne wurden mit einer primär-Wicklung und Sekundärwicklung von 5 Windungen bewickelt.  Die Wicklungen sind galvanisch getrennt um Beeinflussungen beim Messen durch Mantelströme etc. weitgehend auszuschließen. Die beiden größeren wurden mit 1mm Durchmesser CuL bewickelt der kleine FT50 Kern mit 0,4mm Durchmesser, der 1mm Draht war hier viel zu sperrig, obwohl ich ihn gerne genommen hätte um alles gleich zu halten. Die drei Ferritkerne wurden mit BNC-Buchsen ausgestattet um eine schnelles Wechseln während den Messungen zu ermöglichen. Als HF-Sender stand mir ein Hameg  HM8134-3 zur Verfügung. Ich habe mich spontan für einen Pegel von -37dBm entschieden, denn damit war die Anzeige am Oszi noch nicht zu verrauscht. Als „Empfänger“ habe ich ein Magnova BM350 Oszilloskop.  Es wurden hochwertige doppelgeschirmte 50 Ω Meßschnüre verwendet (Hyperflex 5). RG58 eignet sich dafür weniger, das hat sich immer wieder mal in letzter Zeit bestätigt. Oft habe ich Stundenlang gesucht um die Fehlerquelle zu ermitteln. Durch die 1 fache Schirmung beim RG58 kommt es zu unerwünschten Ein-und Ausstrahlungen. Habe ich bei diesen Messungen etwas feststellen können, um es vorweg zu sagen…ja. Die Größe des Kerns hat einen direkten Einfluss auf die Empfindlichkeit, d.h. umso größer der Kern umso größer sind die Verluste in diesem. Auch gibt es Laufzeiten im Kern…um so größer der Kern umso größer sind die Laufzeiten. Verschiebt man die Primär-und die Sekundärseite zu einander verändern sich die Laufzeiten. Wenn man die Primär- und die Sekundärwicklung  ineinander wickelt scheint das die Methode mit der geringsten Beeinflussung zu sein. Allerdings sollte man dann nicht die Wicklungen gleichmäßig über den Kern verteilen, dann kommt es durch die Laufzeiten bedingt zu einer direkten Beeinflussung in der selben Wicklung, egal ob primär oder sekundär. Ja selbst die 50 Ω Impedanz ist dann in Frage gestellt – das habe ich aber in diesem Beitrag nicht weiter untersucht. Ob ich mit meiner Vermutung richtig oder falsch liege sollte mal diskutiert werden. Auch Versuche machen schlau! Zu den Messungen: Man wird immer eine gelbe und eine rote Kurve sehen. Die gelbe Kurve ist immer vor dem Balun, also hier ist der Messsender angeschlossen, die Rote hinter dem Balun. Auch ist immer ein Cursor zu sehen der die Laufzeit zwischen gelb und rot anzeigt. Den Cursor stelle ich manuell also rein visuell ein, das kann zu Ungenauigkeiten im angezeigten Wert führen. Die Interpretation der Messungen überlasse ich jedem Einzelnen. Die folgenden Messungen wurden bei 3,7MHz und  -37dBm gemacht:

…diese 3 Baluns wurden untersucht.
…das ist der Messaufbau von rechts nach links: Signal vom HF-Generator über Hyperflex 5-Koaxialkabel, Messauskopplung (gelbe Probe), Testobjekt, Messauskopplung (rote Probe), Abschlusswiderstand 50 Ohm.
…3,7MHz; -37dBm, waren die Einstellungen meiner Wahl.
der erste Patient auf dem Tisch, ein FT50-43
FT50-43: gelb = Signal vom HF-Generator, rot = „hinter“ dem Balun.
FT114-43
FT140-43

Die folgenden Messungen wurden bei 14 MHz, -37dBm gemacht:

FT50-43
FT114-43
FT140-43

Die folgenden Messungen wurden bei 28MHz gemacht:

FT50-43
FT114-43
FT140-43

Die folgenden Messungen wurden bei 50 MHz gemacht:

FT50-43
FT114-43
FT140-43

In einem anderen Beitrag habe ich über eine andere Wickelmethode berichtet. Hier nehme ich genau die Schaltung die ich damals schon vorgestellt hatte. Weil es sich hier um einen 1:4 Balun handelt hatte ich zwei gleiche Balun gegeneinander geschaltet damit Eingang und Ausgang 50 Ohm haben. Also bitte beachten die Messkurven zeigen die Dämpfung durch beide Baluns. Es wurde damals nur am Kernmaterial FT114-43 experimentiert.

2 FT114-43 1:4 Balune gegeneinander geschaltetet, Spezielwickelmethode.
3,7MHz mit Spezialwickelmethode
7 MHz mit Spezialwickelmethode
14 MHz mit Spezialwickelmethode
28 MHz mit Spezialwickelmethode
50 MHz mit Spezialwickelmethode
130 MHz mit Spezialwickelmethode

Es folgen Messungen wie sich die Position von Primärkreis und Sekundärkreis verändern wenn man die Spulen gegeneinander verschiebt. Die Messungen wurden mit 0 dBm gemacht um eine rauschfreie Anzeige zu erhalten.

Messaufbau Laufzeitmessung wenn sich die Spulen 180 Grad gegenüberstehen:
Laufzeitmessung 7MHz mit Kern FT114-43, Spulen sind um 180 Grad verschoben.
Messaufbau FT114-43 Spulen sind um 90 Grad versetzt angeordnet.
Laufzeitmessung bei 7 MHz mit Kern FT114-43, Spulen sind um 90 Grad verschoben.
…Spulen sind um 45 Grad verschoben angeordnet.
Laufzeitmessung bei 7 MHZ im Kern FT114-43, Spulen sind um 45 Grad verschoben.
…Spulen sind um ca. 315 Grad gegeneinader verschoben angeordnet.
Laufzeitmessung bei 7 MHz im Kern FT114-43, Spulen sind um 315 Grad verschoben.

Abschließend muss bei genauer Betrachtung gesagt werden, das der Einfluß eines Baluns auf den Empfang bisher sträflichst vernachlässigt wurde, mir ist bisher darüber nichts zu Ohren gekommen. Meine Bewicklung der Kerne ist nicht unbedingt normal, war aber für die Messung hier einfacher zu realisieren. Ob sich die erfassten Daten in meinem Messaufbau auf die Realität übetragen lassen bleibt zu hoffen. Letztendlich soll dem Leser Ideen zur eigenen Krativität mit an die Hand gegeben werden.

Es folgt Teil II mit Ergänzungen, in einem anderen Beitrag.

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