Adozione di un-un 9:1 - perdite e limiti d’uso.

[IK3OCA]

Riguardo all'uso diffuso degli un-un 9:1 l'articolo qui linkato riporta un test su un un-un 9:1 collegato ad un carico resistivo di 450 ohm che evidenza perdite dal 92% al 45% nelle bande estreme e accettabili dai 7 a 21 MHz.

https://www.vk6ysf.com/unun_9-1.htm

Il tutto in assenza di ROS, essendo il carico, appunto, resistivo.
Ho allegato la tabella dell'articolo aggiungendo aolo la percentuale di perdita, per il resto è identica; si noterà che la potenza di entrata è di 5 watt, quindi siamo lontani da sovraccarico del nucleo ferromagnetico, che può invece accadere con 100 watt.

Riguardo alla presenza di ROS un produttore di nuclei ferromagnetici ha segnalato la possibilità di  perdite fino al 30%; io al momento ho trovato solo test che indicano le perdite dei balun 1:1 nelle varie frequenze in presenza di ROS, spero di trovarne anche dei un-un 9:1 con ROS.

Spero di essere stato utile, 73 Rosario

[ziorick2018]

Ciao Carissimo!!!
     Mi prendo la briga di fare qualche test io, visto che uso il 9:1 (balun però) per la mia canna da pesca. Cercherò di calcolare e quantificare le perdite in qualche modo.

[User100]

Grazie mille Rosario per le informazioni che hai fornito col tuo post. Sono un interessante spunto per approfondire l'argomento.

[IK3OCA]

Salve, ringrazio Unicums per l'apprezzamento! Per Ziorick2018 direi che adottando un trasformatore in salita 9:1 del genere un-un o bal-un per un'antenna del genere Rybakov com'è forse quella che hai adottato, se si utilizza quel genere di dispositivo le perdite che sono state prima indicate a fronte di un carico adattato rappresentano la minor parte di quelle che possono avvenire per disadattamento di impedenza.

Il problema consiste nella comprendere come possa avvenire che con quei dispositivi si ottengono bassi rapporti di onde stazionarie anche se le antenne a cui sono connessi NON presentano (come spessissimo succede) impedenze di 450 ohm (9:1 sull'impedenza di 50 ohm del trasmettitore).

Prendiamo, per esempio, il caso di un'antenna lunga 7 metri munita di un radiale di altrettanta lunghezza (quel radiale può realizzarsi anche per mezzo della calza del cavo coassiale se si usa un un-un).
Alla frequenza di 7 MHz quell'antenna presenta una resistenza di radiazione di 42 ohm (in effetti assomiglia ad un dipolo con una gamba a terra).
Se alimentiamo l'antenna con un trasformatore 9:1, un-un o bal-un, al trasmettitore si presenterà un'impedenza di 42 ohm dell'antenna che, diviso 9, dà 4,7 ohm, producendo quindi un ROS di 10,6:1 (50 ohm del trasmettitore diviso 4,7 ohm dell'antenna = ROS 10,1).
Ma se, nonostante questo, al trasmettitore si presentasse un ROS di 1:1 (si parlerà poi di rapporti un po' diversi, qui si tratta di capire il concetto) ci sarebbe da chiedersi come mai questo possa avvenire, perché un ROS di 1:1 implicherebbe che al trasmettitore si sia presentata un'impedenza uguale alla sua, di 50 ohm.
Ma come ha fatto l'impedenza dell'antenna di 4,7 ohm a diventare di 50 ohm?

Escludendo errori di misura, l'unica possibilità è che sia divenuta presente nel circuito una resistenza di: 50 – 4,7 = 45,3 ohm in serie allo stesso, e che quella resistenza sia stata provocata dalle perdite del un-un o bal-un, nient'altro essendoci che possa provocare quell'effetto.

Conseguentemente, nell'esempio, dei 100 Watt erogati dal trasmettitore andranno dispersi nel bal-un o un-un in calore 90,6 e verranno irradiati 9,4 Watt.
Sembra impossibile? Per niente: con 9 Watt si possono fare numerosissimi QSO e probabilmente non ci si accorgerà nemmeno della potenza sprecata perché si darà la colpa all'antenna scarsa.

E se, invece, il ROS si presentasse di 2:1? Per i medesimi motivi, basta fare i conti, dei 100 Watt erogati dal trasmettitore andranno persi in calore 40,6 Watt e verranno irradiati 59,4 Watt.
Ma con 59 Watt irradiati si fanno QSO alla grande e non ci si accorgerà proprio della potenza persa.
Questo è anche ciò che succede in miracolose antenne commerciali di quel genere, come ha meritevolmente dimostrato, conti e misure alla mano, Davide IZ2UUF.

E se, nell'esempio, togliessimo di mezzo il balun o l'un-un? Allora si presenterebbe al trasmettitore un'impedenza di 42 ohm che produrrebbe un ROS di 1,2:1 consentendo di irradiare la maggior parte della potenza con poche perdite.
Riguardo ad altre frequenze, in quelle più alte le cose andranno meglio, e andranno peggio in quelle più basse.

E' tutto qui? Niente affatto, in realtà le perdite saranno ancora maggiori, perché a quelle qui descritte per disadattamento di impedenza si sommeranno quelle proprie che il dispositivo 9:1 provoca anche se connesso ad un carico adattato, come indicato nel link.

Morale: meglio munirsi di un accordatore, commerciale o autocostruito: costruirne uno da 150 Watt costa meno di 100 Euro, forse solo 70, scatola e connettori compresi, e si guadagnerà in numero di QSO.

73 Rosario

[user]

Ciao Rosario, commento ottimamente  la tua esemplare esposizione, io non ci sarei riuscito.
Purtroppo sono in molti a credere nella favola di questo meraviglioso trasformatore un-un e sono pronti a difendere questa sciocchezza che è solo un pannicello caldo dal punto di vista della reale efficienza snocciolando argomentazioni solide per loro ma che poggiano sul niente se analizzate in modo serio e dimostrabile.

Un caro saluto.

[ziorick2018]

Caro IK3OCA... ti quoto in pieno.
Troppo spesso e volentieri, anche in ogni altisonante nome o rivista, si pensa al 9:1 (balun o unun) come alla pietra filosofale, peggio ancora al 64:1 (mamma mia). In realtà il fatto che si comporti da "trasformatore" è solo un dettaglio, un arteficio. Quello che chiamo "vero balun" impropriamente ha un rapporto 1:1 e la sua unica funzione è quella di sbilanciare ciò che è bilanciato, non dimentichiamo che i nostri trasmettitori vogliono (ed hanno una linea di uscita) SBILANCIATA. Il fatto di poterli utilizzare anche su una antenna bilanciata con ROS minimi, introduce correnti di modo comune sulla calza del cavo. Sulla MFJ-1622 (diciamo che è una bilanciata tanto per dire che non è propriamente sbilanciata), dopo vari tentativi, ho dovuto per forza di cose introdurre un BALUN 1:1 https://amzn.to/3FuIlJj in base, i problemi di accordo del 991 (ben noti) sono spariti, e con questi sono spariti anche tutti i problemi dovuti alle correnti RF che mi ritrovavo in ogni dove sulle masse (PC compreso).
L'utilizzo di un UNUN ad esempio è un modo come un altro per avere isolamento (se 1:1). La trasformazione 2:1 o maggiori introduce l'arteficio.
Chiaramente sulla canna da pesca, uso un 9:1 perché l'arteficio mi fa COMODO, perdona il maiuscolo ma è bene evidenziarlo ai lettori, ed è il COMPROMESSO a cui scendo per non dover montare sulla canna un numero n di dipoli risonanti. BALUN in questo caso, visto che 9,50 m di cavo per altezza e 9,50 m di cavo come radiale. Alla fine è bilanciata.

Sto pensando di provare una soluzione particolare per la canna da pesca: BALUN 1:1 (quindi il trasmettitore vede la reale impedenza dell'antenna) ed un buon tuner. Questo già mi fa pensare al meglio.
Le perdite... Le perdite anche qui sono un compromesso.
Un tuner introduce perdite? Beh... Si. Ma se si trova ad adattare un "qualcosa" di addomesticabile sono trascurabili. Perdite nei nuclei dei toroidi, perdite nei cavi, perdite nelle capacità (a vuoto od in aria poco importa). Se il tutto è ben architettato le conteniamo al 2-6%. Chiaramente (parlo per me), sono ben cosciente che con la MFJ-1622 adattata bene quanto ti pare, ho perdite da brivido, a meno che non vada in 50 MHz, con induttanza completamente esclusa e radiale da 1,60 mt.
Una induttanza in aria, la resistenza di contatto della clip, non perfetta distribuzione della resistenza del filo, introducono perdite.. E sono anche piuttosto grandi, un 30% se tutto va bene.

Non vogliamo perdite? Proviamo ad esempio una JPOLE, ma non con cavo, utilizziamo un "PALETTO" da 30mm come elementi, (con 30mm abbiamo anche una esagerata larghezza di banda), supporti e  distanziatori in bachelite, ed un signor coassiale a bassa perdite o meglio ancora una bellissima scaletta. Perdite 2%, e ora? Si va su una banda sola con una antenna i cui supporti costano più di tutto e... che pesa forse più di 20 Kg. Beato chi la può installare....

A presto.

[charles_forever]

In realtà sulle Rybakov (o canne da pesca) si usano degli Un-Un 4:1, più elevati rapporti di trasformazione non servono, soprattutto se l'antenna è corta. Quindi io non ci vedo nessun vantaggio nell'uso di un 9:1. La "canna da pesca" è un'antenna di fortuna, quasi un ripiego, so anch'io che, aggiungendo un accordatre da palo, va meglio... col 4:1 si ha un mezzo 'sufficiente' a divertirsi un po', ma la spesa è ridicola. Dai miei "studi" e dalle mie prove, comunque, ho visto che i maggiori guai la "canna" li dà col problema della terra. Soprattutto se posta su un tetto o un terrazzo, quest'antenna fa fatica a diffondere il nostro segnale. Poi, come ho visto fare, un OM locale continuava a dare la colpa all'Un-Un e si fidava della ringhiera del terrazzo, e non ci ha mai collegato nulla. Ma non era un problema di Un-Un, bensì di Terra.
Per quanto riguarda end-fed, long wire ecc. non so niente. Non ho capito perché un 64:1 dovrebbe far rabbrividire, se è un trasformatore trasforma, non minaccia.
Chiedo poi ai fans dell'accordatore, perché non pubblicate uno schema valido per un accordatore da palo, sia automatico, sia con comando a distanza? Mi piacerebbe autocostruirmene uno!...

Charles

[IK3OCA]

Salve, ringrazio tutti per gli apprezzamenti e spero di meritarli.
Per ZioRick2018 io credo che la combinazione di balun 1:1 (= choke balun) a ridosso dell'antenna più accordatore sia la migliore; peraltro sì, le perdite sono ineliminabil, ma è opportuno sapere anche quante sono sono caso per caso per poter scegliere e giungere, senza miracoli e senza streghe, alle situzioni migliori.
Un accordatore manuale decoroso si fa con 100 Euro e sta alla pari o meglio rispetto a quelli da 200 e oltre, + 1000 ore di lavoro 

Riguardo all'accordatore io starei lontano da quelli automatici, in stazione o remoti, per mia personale diffidenza riguardo ai nuclei ferromagnetici e relative perdite per riscaldamento, come ha dimostrato, e già postato in questo forum, G8JNJ riguardo a noti prodotti commerciali.

Riguardo a quanto dice Charkles_forever sul balun o un-un 4:1 anzichè 9:1 il problema nella sua essenzialità non cambia, si tratta di fare due conti per vedere cosa si perde in quel caso. Nasometricamente non poco.
Per lo schema dell'accordatore da palo, se lo desidera automatico io non so accontentarlo per mia ignoranza riguardo ai relativi circuiti logici, se invece lo desidera telecomandato, allora si tratta di un normale accordatore il cui schema si trova spessissimo in internet, i cui componenti vengono mossi con motorini corredando il tutto con interruttori di finecorsa, potenziometri in asse coi componenti per conoscere la posizione e relè di bypass.
Laborioso ma fattibile, tutto sommmato fool proof +. 2000 ore di lavoro  .

73 Rosario

[user]

Salve a Tutti, a titolo per un mio conoscente om ne ha realizzato un semplice C-L del tipo telecomandato con un sistema di feedback semplice e non convenzionale a mio avviso.
No potenziometri demoltiplicati ma solamente una telecamerina da retromarcia auto https://amzn.to/3Fmcb2F con annessi led a IR.
Bene per la lettura utilizza un metro in plastica applicato al roller e una scala graduata sul condensatore.
Logicamente i fine corsa nei dispositivi sono di rito,  quindi vede visivamente dove si posizionano i rispettivi componenti ne registra la posizione e visivamente ci ritorna quando vuole sul punto di sintonia tramie deviatori alzavetri auto con funzione avanti/indietro utilizzando solo 6 fili e il segnale video lo trasmette via etere con un affarino via wifi ricevuto sul monitorino, come dire l'ingegnosità degli Italiani.
Morale del discorso và di C-L ed accorda tutte le gamme con un filo da 26 mt disposto a L rovesciata senza il famigerato un-un e tutte le sue varianti.

Saluti per tutti.

[ziorick2018]

Ciao Rosario!!! Di progetti ne esistono un ginocchio. Ce n'è per tutti i gusti.
Piccolo preambolo: quando ho iniziato a fare radio c'erano 3 belle manopole contrassegnate come: plate, L e load, al netto delle chiacchiere e delle teorie un bel circuito a PI-GRECO con induttanza al centro. Ecco, io preferisco quella configurazione, che oltretutto funziona ottimamente da passabanda e da preselettore.
Cerco un dip del ROS, con il primo variabile (lato TX), do' induttanza fino ad ottenere un ulteriore minimo (se esiste) e poi... si cerca un altro dip con il "LOAD".
Se lo convertiamo da palo remotizzato molto semplicemente o MOLTO SPARTANO (assolutamente non automatico sennò mi vengono i pruriti), due Arduino, un driver per 3 stepper, un paio di microswitch per i fine corsa, due (meglio tre) toroidi per una generosa induttanza con un presa ogni 3 spire od un roller vero e proprio, uno switch con tante vie quante sono le prese in bobina (da omettere in caso di roller), due potenziometri o due encoder rotativi (io preferisco gli encoder), qualche ferrite tanto per bloccare le correnti di modo comune e... con 3 fili da 0.6mmq passa alimentazione e "dati" tra i due Arduino (uno in base ed uno in palo).
E' dozzinale... alla fine si tratta della remotizzazione di un tuner classico.

Automatizzarlo con i moderni apparati con CAT seriale richiede ben poche modifiche lato software, anche volendo estrapolare l'interfaccia CAT, basti prelevare il segnale del ROS (un valore in continua) ed aggiungere qualche riga di programma in C++, anche se non mi ci sono messo troppo nello sviluppo della parte perchè mi toglie il divertimento del trovare l'accordo. E comunque il sistema con lettura del ROS e regolazione automatici, non è immune da falsi positivi o falsi negativi e allora si ricadrebbe nello scenario dei tuner interni: in caso di componente "TROPPO" resistiva, in caso di correnti di modo comune e Dio solo sa cosa... non ci prendono.
L'occhio umano è sì imperfetto ma nella sua imperfezione è ancora capace di fare gli occhi alle pulci quando si tratta di ROS.

[IK3OCA]

Salve, a proposito di accordatori remotizzati leggo con interesse Ziorick2018 che indica una via che pare facile per la remotizzazione.
Però io sono diffidente nei confronti delle cose complicate anche se ben pensate e realizzate, al pensiero di quanto mi dovrei rompere le b.... se qualcosa dovesse guastarsi: tira giù, smonta, cerca il difetto (e intanto la radio non va) poi aggiusta (magari si rompe ancora subito.......) no, vorrei evitare che mi accadesse.

Ma non sono retrogrado, ho indicato anche in questo forum la differenza modesta o addirittura trascurabile che c'è fra l'adozione di un accordatore in stazione e uno remoto in tutti i casi di discesa con RG8 o scaletta a 600 ohm, lunghezza 100 metri, con ROS massimi di 10:1, in entrambe le frequenze HF di 14 e 28 MHz; si tratta di differenze che vanno dal 0,66% ad un massimo del 11,24% nel caso peggiore.
Di fronte a queste modeste differenze per la mia corta discesa io uso un accordatore manuale in stazione e ritengo anche che l'adozione di un accordatore remoto raramente possa giustificarsi, di tutto tenendo conto, piaceri a parte.

73 Rosario

[ziorick2018]

Guardo con invidia  chi ha una discesa tale da poter utilizzare un accordatore in base senza scazzottarsi con risonanze della calza. Qualcuno mi dirà: e ma tu picchi sempre sulle correnti di modo comune sulle calze... Io rispondo: io purtroppo ce l'ho, e per eliminarle ho dovuto mettere ferriti e spire in ogni dove. E comunque continuo ad averne (FT8 in 40mt per me è quasi tabù, la USB non gradisce le correnti di modo comune).
Generalmente sono piuttosto spartano sulle soluzioni proprio perché "quello che non c'è non si guasta". Mi hanno portato un accordatore automatico (su base evidente ATU-100) https://amzn.to/3FsOhTe in riparazione, di quelli con induttanza e capacità commutate a relè, GARANTITO per i 250 W PEP. Ma con meno di 100 in AM ha sfiammato tra i contatti di 3 relè. Troppi impicci, troppe possibilità di danno.
Rosario tu non sei un retrogrado, IO SI. 

[charles_forever]

Siccome, all'atto pratico, è sempre stato "macchinoso", nel vero senso, costruire accordatori da palo, c''è stato un OM che ha visto che l'impedenza di un'antenna non risonante di circa 12 metri di lunghezza sulle varie bande si aggirava sui 200 Ohm circa, ha pensato di frapporre tra TX e antenna un UN-UN 4:1 per riuscire ad avere un R.O.S. accettabile, ed ha visto che ci riusciva "abbastanza".
Ciò ha scatenato orde di OM dagli occhi insanguinati contro i poveri 4:1... Pazienza, passerò i miei prossimi 12 anni a cercare di costruire un accordatore da palo, mi metterò al solco e traccerò la strada.

Charles

[tmmlrd]

Rosario, nel tuo primo post ipotizzi una perdita resistiva, che rende l'impedenza simile ai 50 Ohm (con risultante ROS 1:1) ma con perdite significative.
Se non erro nel caso reale (cioè avendo fra le mani l'antenna in questione) è possibile verificare questa cosa con il NanoVNA, che oltre al ROS misura anche la parte reale e quella immaginaria dell'impedenza, giusto?
Uno vorrebbe che l'impedenza fosse più vicina possibile a 50 Ohm, ma con R prossima a zero per non avere perdite. Sbaglio?
Se ho ragione su tutto... inizierà ad usare anche la seconda traccia del NanoVNA https://amzn.to/3ems0KR (oltre alla prima con cui ho il ROS) 

[ziorick2018]

Alla frequenza di risonanza (non necessariamente i 50/52 Ohm) l'antenna si comporta come una resistenza puramente ohmica (fase 0°) senza parte immaginaria.

[tmmlrd]

Alla frequenza di risonanza (non necessariamente i 50/52 Ohm) l'antenna si comporta come una resistenza puramente ohmica (fase 0°) senza parte immaginaria.

Hai ragione mi torna (ed è il contrario di quel che avevo scritto io!). Non mi è chiaro allora come si potrebbero verificare sperimentalmente le perdite a cui accenna Rosario nel primo post...

[ziorick2018]

Per una misura, diciamo con un VNA. Va fatta una calibrazione "inesatta", ovvero calibrare con tutto il coassiale, ponendo i tappi di calibrazione alla fine del coassiale giustamente.
Dopo si riattacca il coassiale all'antenna e si misura. In questo modo hai una idea del comportamento, poi tramite il diagramma di Schmidt vedrai se ha componenti induttivi o capacitivi, o se in perfetta risonanza vedrai il punto perfettamente sull'orizzontale.

[IK3OCA]

Salve, provo a dire la mia per quanto ne so.
Per Ziorick2018 direi che non possiamo dire che esista una risonanza della sola calza se questa è connessa ad un'antenna, ma un'impedenza, resistiva o no, che riguarda l'insieme discesa + antenna e l'impiego dell'accordatore, per usare le parole di Walt Maxwell W2DU, fa risuonare tutto l'insieme discesa + antenna.
Salvo che io non abbia capito il problema: mi pare di aver capito che si tratta di corrente di modo comune che si intende fermare per mezzo di balun choke.

Per Tmmlrd non so rispondere riguardo al Nanovna perché io, essendo un dinosauro fossile, non ne possiedo uno; ho solo un MFJ259 che mi aiuta, assieme a qualche calcolo e poco altro, a capire, o ad avvicinarmi a capire, le cose come stanno. Posso solo aggiungere che la cosa più desiderabile, se ho capito la domanda, è di avere a che fare con un'impedenza puramente resistiva di 50 ohm, dato che in caso contrario necessita creare una rete di adattamento (= accordatore) per portare la parte reale e immaginaria della situazione a quella richiesta dal trasmettitore (= 50 ohm resistivi) in modo che tutta l'energia possa essere irradiata.

Per Charles_forever direi che quel OM che ha misurato in quell'antenna e in quella frequenza un'impedenza di 200 ohm non ha diritto di affermare che un trasformatore 4:1 va bene in tutti i casi, dato che va bene solo per quell'antenna e in quella frequenza.
In casi diversi il trasformatore 4:1 non va più bene e crea i problemi indicati, e ciò giustifica la demonizzazione della proposta d'impiego del 4:1 quale dispositivo per tutte le antenne e frequenze e anche di chi lo raccomanda in quel modo.

73 Rosario

[ziorick2018]

Per Ziorick2018 direi che non possiamo dire che esista una risonanza della sola calza se questa è connessa ad un'antenna, ma un'impedenza, resistiva o no, che riguarda l'insieme discesa + antenna e l'impiego dell'accordatore, per usare le parole di Walt Maxwell W2DU, fa risuonare tutto l'insieme discesa + antenna.
Salvo che io non abbia capito il problema: mi pare di aver capito che si tratta di corrente di modo comune che si intende fermare per mezzo di balun choke.

Vietato nominare le correnti di modo comune in mia presenza  Sono quelle maledette che mi impediscono di scendere in 40mt. Senza aver problemi. Facezie a parte... O risuona tutto o nulla. Diciamo che se tramite un arteficio riesco a discriminare dall'insieme antenna+discesa la "sola" componente antenna, avrei una immagine del componente. Uso deliberatamente la parola arteficio perché non sarebbe mai rispecchiata la condizione reale.

Per Charles_forever direi che quel OM che ha misurato in quell'antenna e in quella frequenza un'impedenza di 200 ohm non ha diritto di affermare che un trasformatore 4:1 va bene in tutti i casi, dato che va bene solo per quell'antenna e in quella frequenza.
In casi diversi il trasformatore 4:1 non va più bene e crea i problemi indicati, e ciò giustifica la demonizzazione della proposta d'impiego del 4:1 quale dispositivo per tutte le antenne e frequenze e anche di chi lo raccomanda in quel modo.

Quoto in pieno. Diciamo che il trasformatore ha senso per adattare un qualcosa che risuoni ad una impedenza ad un'altra impedenza. Non è la panacea di tutti i mali. Se una antenna studiata per risuonare a 50 Ohm, risuona a 200, vuol dire che qualcosa non va. Se risuona a 5/6 MHz più in alto od in basso o è troppo lunga o troppo corta... e se non risuona, non risuona certo se ci metti su un trasformatore. Diciamo che la si rende più accettabile al trasmettitore.