Balun
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Begriffserklärung
aus dem englischen Sprachraum übernommen, -Bal-ance to -Un-balance, ein Bauteil, welches ohne schädliche Folgen die Verbindung zwischen einem symmetrischen und einem unsymmetrischen elektrischen Gebilde herstellt.
Oft wird damit auch die Impedanz transformiert, man spricht dann von einem 1:4 (sprich eins-zu-vier) Balun, damit man von 50 Ohm des TRX auf die Impedanz der Antenne (hier 200 Ohm) kommt. Aber auch andere Transformationen sind möglich.
Funktionsprinzipien
Baluns können nach zwei völlig unterschiedlichen Funktionsprinzipien konstruiert werden:
- Spannungsbaluns funktionieren wie Transformatoren im Niederfrequenzbereich auch: Eine Primärwicklung erzeugt ein Magnetfeld, aus dem die Sekundärwicklung wieder ein elektrisches Signal erzeugt.
- Strombaluns beruhen auf dem Prinzip der Mantelwellendrossel: Wenn unsymmetrische Ströme auf der Leitung unterdrückt werden, sind Ein- und Ausgang gegeneinander potentialfrei. Ein- und Ausgang der Leitung können also beliebig miteinander verbunden werden. So kann man die Ausgangsspannung auf die Eingangsspannung addieren und erhält eine Spannungsverdoppelung oder eine (impedanzmäßig) 1:4-Transformation.
Bei Spannungsbaluns muss der magnetische Kreis die gesamte Leistung übertragen. Beim Strombalun verlässt die Leistung das Kabel im Prinzip nicht. Nur die Differenzspannung zwischen Eingang und Ausgang der Mantenwellendrossel führt zu einem Magnetfeld entsprechend der Gleichtakt-Impedanz der Mantelwellendrossel.
Bei sinnvoller Dimensionierung der Mantelwellendrossel muss der magnetische Kreis nur wenige Prozent der übertragenen Leistung verkraften. Deshalb können auch Magnetmaterialien mit höheren Verlusten verwendet werden. Verlustbehaftete Magnetmaterialien werden sogar bevorzugt, weil sie Resonanzeffekte wirksam unterdrücken. Wichtig ist bei Strombalus aber, dass die Leitungslänge sehr klein ist gegenüber der Wellenlänge der Betriebsfrequenz. Schließlich ist das Signal am Ausgang der Leitung entsprechend seiner Laufzeit verzögert.
Anwendungsbeispiele
mit Koaxialkabel (unsymmetrisch) mittengespeister Dipol (symmetrisch)
Ein Balun verhindert, dass die Außenseite der Abschirmung des Koaxialkabels Teil der strahlenden/empfangenden Antenne wird
Anschluss einer Hühnerleiter (symmetrisch) an die PL-Buchse eines TRX (unsymmetrisch)
Ein Balun verhindert, dass die Hühnerleiter mit dem Dipol als "T-Antenne" gegen Erde erregt werden
Anschluss einer PL-Buchse (unsymmetrisch) an eine Gegentakt-PA (symmetrisch)
Ein Balun verhindert, dass es zu Ausgleichströmen zwischen der "Erde" der PA und der "Erde" der angeschlossenen Last kommt.
Ausführungen
1:6 Balun
Der 1:6-Balun transformiert Impedanzen von 300 Ohm auf 50 Ohm. Er kommt bei Windom-Antennen zum Einsatz.
1:9-Balun
Magnetic-Balun, 1:9 Balun, UnUn...?
Der 1:9 Magnetic-Balun ist eigentlich kein Bal(anced)Un(balanced) sondern ein Un(balanced)Un(balanced), und wird häufig zur Anpassung von Langdrähten verkauft/verwendet.
Links
- http://www.techwriter.de/thema/sofunkti.htm Funktionsweise von Balunen
- http://www.wolfgang-wippermann.de/meinbalu.htm
