Baluns — What’s the Story?

สายอากาศหลากหลายชนิดสามารถทำงานได้ดีกว่าถ้าทำงานร่วมกับบาลัน คุณสามารถชื้อหามาใช้ แต่ !! ทำไมคุณไม่สร้างมันขึ้นมาเองละ?

Many antenna systems work better with a balun. You can buy them, but why not build your own?

บทความโดย Dick Arnold, AF8X จาก QST June 2008
 
If you like to experiment with antennas, sooner or later you will need a balun. The name balun mean balanced to unbalanced. Virtually all current radios are designed to load into an unbalanced feed line, typically coaxial cable.

ถ้าคุณเป็นคนที่ชอบทดลองกับสายอากาศ ไม่ช้าไม่นานคุณก็จะมีความจำเป็นต้องพบเจอกับเจ้าบาลัน ซึ่งบาลันย่อมาจาก balanced to unbalanced วิทยุสื่อสารในปัจจุบันล้วนแล้วแต่ออกแบบให้ต่อกับโหลดและสายนำสัญญาณแบบไม่สมดุล (unbalanced) อย่างเช่น สาย Coaxial

Enter the Balun

Many popular antennas, λ/2 dipoles for example, are inherently balanced. They will generally work in the expected manner if fed with a 1:1 balun at the center feed point where the coax feed line is connected. The dipole’s feed impedance is in the range 50 to 100 Ω, depending on the height above ground. That’s not a bad match to the radio’s 50 Ω expectation, but the antenna is a balanced load. The balun will convert the feed point to one more suitable for unbalanced coax and thus provide a radio friendly load.

สายอากาศยอดนิยมหลาย ๆ แบบยกตัวอย่างเช่น สายอากาศฮาฟเวฟไดโพล คุณสมบัติของมันจะเป็นสายอากาศแบบสมดุล มันสามารถทำงานได้อย่างดี ถ้าเราใช้บาลัน 1:1 เข้าร่วมตรงจุดที่บ้อนสัญญาณ impedance ของสายอากาศไดโพลอยู่ในช่วง 50 ถึง 100 โอห์ม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความสูงเหนือพื้นผิวดิน และวัสดุไกล้เคียง ค่า impedance ประมาณนี้ไม่ทำให้การ Match ดูน่าเกลียดอะไร แต่ที่สำคัญคือสายอากาศไดโพลเป็นสายอากาศแบบสมดุล ตัวบาลันจะช่วยแปลงระบบที่ไม่สมดุลของวิทยุและสายนำสัญญาณให้เข้ากับระบบสมดุลของสายอากาศไดโพล

Other balanced antennas have different impedances and if it is around 200 Ω, a 4:1 balun can be used. Commercial baluns are available from many sources for about $15 to $100, depending on power rating, weatherproofing, frequency range and connector type. I found that baluns are easily homebrewed for much less cost than manufactured models.

สายอากาศแบบบาลันบางแบบมีค่า impedance เป็นอย่างอื่น เช่น 200 โอห์ม บาลัน 4:1 สามารถแก้ปัญหานี้ได้ บาลันที่มีขายกันอยู่ในท้องตลาดมีราคาตั้งแต่ประมาณ $15 ถึง $100 ขึ้นอยู่กับ อัตราการทนกำลังส่ง,การป้องกันน้ำ,ความกว้างของความถี่ใช้งาน และรูปแบบขั้วต่อเป็นต้น แต่ผมพบบาลันที่สามารถประกอบขึ้นได้เองได้อย่างง่าย ๆ และมีราคาถูกกว่าที่มีขายตามท้องตลาดทั่วไป

 
Figure 1 — At A a schematic of a homemade 4:1 balun. At B is a photo of the completed unit.

รูปที่ 1 ในรูป A แสดงแผนฝังทางไฟฟ้าของหม้อแปลงบาลัน 4:1 ส่วนรูป B เป็นรูปที่ประกอบขึ้นมาจริง ๆ

It should be pointed out that many hams connect coax directly to their dipoles without a balun and report satisfactory performance. Any resulting current due to unbalance will flow down the outside of the coax. The amount will depend on the coax length and the impedance to ground of the shield as it terminates at the radio or tuner. Those unbalanced currents can cause radiation that may distort antenna patterns or result in RF on equipment chassis, sometimes causing feedback and other problems. If you don’t have any of those problems, you can likely get away without a balun, but it almost never hurts to have one!

Rolling Your Own

Figure 1 shows a favorite 4:1 balun of mine that I found on the Internet. It uses an FT 114-43 toroid core wound with six turns of 16 gauge speaker wire. As indicated in the schematic, Figure 1A, the silver and copper color conductors are labeled A and B. The conductor A from one end and conductor B from the other end are spliced and connected to the shield side of a coax connector.


พันบาลันด้วยตัวเอง

รูปที่ 1 แสดงให้เห็นถึงบาลัน 4:1 ซึ่งผมพบมันในอินเทอร์เนทสามารถสร้างได้โดยใช้แกน Toroid เบอร์ FT 114-43 พันจำนวน 6 รอบด้วยสายลำโพงเบอร์ 16 ในรูป 1A สายตัวนำสีเงิน และสีทองแดง เชื่อมต่อกันที่จุด A B ปลายสายด้าน A ก็จะไปอีกฝั่ง ปลายสายด้าน B ก็จะแยกไปอีกฝั่ง ทำการปอกสายแล้วนำไปต่อกับขั้วต่อของสาย Coaxcial
 
The remaining conductors are the balanced line inputs. The coax connector (unbalanced output) is connected to the A conductor. The balanced line input is connected to two banana plugs; the unbalanced output is connected
to either a BNC or SO-239 type coax connector. The connectors are mounted in either a metal or plastic box and the toroid is secured to the box with hot glue. The completed unit is shown in Figure 1B.



The 1:1 current balun I use was made using another FT 114-43 toroid wound with 10 turns of RG-174 miniature coax. One end of the coax is connected to the unbalanced connector and the other end is connected to a dual banana jack as shown in Figure 2A.

บาลัน 1:1  ผมพันอีกแบบคือใช้สาย RG-174 พันบนแกนเบอร์ FT114-43 จำนวน 10 รอบ ปลายด้านหนึ่งต่อกับขั้วต่อที่ไม่สมดุล ปลายอีกด้านต่อกับ ขั้วต่อแบบบานาน่า (เป็นชื่อเฉพาะสำหรับเรียกขั้วต่อแบบนี้) ดังในรูป 2A

Again all this could be mounted in a suitable sized box. The unit with connectors shown in Figure 2B.

As you can see there is nothing too complicated in creating a homebrew balun.These two examples are only two of the many designs using smaller or larger toroids and wire. The toroids I used were purchased from www.kitsandparts.com, but there are many other suppliers.

This design is suitable for use with well matched antennas up to power levels around 100 W. For higher power, use larger diameter cores and shift to RG-58 coax.

ในการออกแบบของผมนี้เหมาะสำหรับการใช้งานได้ถึงประมาณ 100 วัตต์ ถ้าต้องการให้ทนกำลังส่งสูงกว่านี้ ต้องเพิ่มขนาดของแกน Toroid ให้ใหญ่ขึ้น สายนำสัญญาณที่นำมาพันก็ต้องใช้เบอร์ RG-58

 If you have an interest in learning more about baluns, check out Jerry Sevick’s book, which will provide designs for many different impedance ratios and power levels. 

ถ้าคุณสนใจศึกษาเรื่องบาลันให้มากขึ้นกว่านี้ ลองอ่านหนังสือของ Jerry Sevick ซึ่งเขาได้จัดทำบาลันไว้หลายรูปแบบ ทั้งอัตราส่วน Impedance และระดับกำลังที่ต่างกัน ให้เราได้อ่าน

 

Figure 2 — At A a schematic of a homemade 1:1 choke balun. At B is a photo of the completed unit with connectors attached.

 รูปที่ 2 ในรูป A แสดงแผนฝังทางไฟฟ้าของหม้อแปลงบาลัน 1:1 ส่วนรูป B เป็นรูปที่ประกอบขึ้นมาจริง ๆ พร้อมด้วยต่อขั้วต่อสาย

 ตัวอย่างหนังสือของ Jerry Sevick (สามารถหา Download ได้ลองค้นดูให้ดีๆครับ)

Hairpin Tuners for Matching Balanced Antenna Systems

Balanced Transmatch designs for 28 to 450 MHz. ATU สำหรับสายอากาศแบบบาลัน ความถี่ตั้งแต่ 28 ถึง 450 MHz

บทความโดย John Stanley, K4ERO

Once more, the advantages of ladder line for HF antennas were well presented in July 2008 QST.Before WWII surplus brought us cheap coax, balanced feeders were almost always used for VHF as well.

In the January 1942 QST reproduction that was included with The 2007 ARRL Handbook, we find that both home-brew and commercial VHF gear all used balanced
lines.2 For a given cost, open wire ladder line, window line or even TV twin lead can give you a lower loss installation than trying to buy large diameter coax in an effort to keep the losses to an acceptable level.

This is dramatically demonstrated by comparing losses in various line types.3 So, we wonder, why do so few present-day operators use ladder line or twin lead on the VHF frequencies? Might one reason be the lack of suitable antenna tuners (transmatches) for those bands? If balanced tuners were available, would ladder line be as popular at VHF as it has become at HF?

Balanced Tuners for HF Use

The ARRL Handbook, The ARRL Antenna Book and other ham publications have
always included designs for balanced tuners. Adam Nathanson, N4EKV, has one
of many good Web sites showing this type of tuner at www.n4ekv.com/tuners.asp. I have used tuners like this for years with good results. Figure 1 shows the one I use at up to 100 W on the HF bands.


Figure 1 — K4ERO balanced tuner for 60 through 15 meters.

รูปที่ 1 บาลันจูนเนอร์ย่านความถี่ 60 - 15 มิเตอร์ของ K4ERO

As noted in Volume 6 of The ARRL Antenna Compendium, I lean toward tuners
with a fixed link and tapped coil.The match is found by tuning the capacitor and
adjusting the output side to connect to a variable number of turns, keeping the taps equidistant from the coil ends. Other versions use the taps for coarse tune and a variable capacitor in series with the link for finer tuning.

Balanced Tuners for the Higher Frequencies

One of the problems with this type of tuner is that as the frequency goes higher, the number of turns on the coil goes down rather quickly. By the time you get to 28 MHz, there may be only four turns on the coil. This means that the adjustment steps available are very limited. You can tap to either two or four turns, or if you are willing to unbalance the tap positions, or can access the opposite side of the coil, you could use one or three turns. In either case, the operation is compromised. Another approach is to connect one tap to the bottom of the coil, instead of to the top, effectively using fractions of a turn rather than whole turns, but this often is not feasible from a mechanical standpoint.

In addition the symmetry and thus the balance are affected. If this type of tuner is to be used on 10 meters and higher, we need to rethink the design.

Figure 2(A) is a schematic of the conventional tapped link coupled tuner. Figure
2(B) is a representation of what I call a hairpin tuner. The electrical properties are essentially identical, but the physical layout of the hairpin type is optimum for the higher frequencies. By making the main inductor in the shape of a hairpin, or shorted transmission line, instead of a single layer solenoid coil, as is used in the conventional design, the tuner becomes much easier to build and adjust. The use of a short short-circuited transmission line section as an inductor is nothing new. It has been used for VHF/UHF circuits for many years.


Figure 2 — Balanced tuner confi gurations. At (A) conventional tapped coil based tuner, at (B) the hairpin equivalent.

Building Hairpin Tuners

For some time I have been using a hairpin inductor in a balanced tuner for 6 and 10 meters, and recently I built one for each of the 144, 220 and 432 MHz bands. The approach is the same on each frequency. A section of transmission line was used instead of the coil typically used on lower frequencies.

The capacitor was a split stator or butterfly design. The input link is a single turn inductor that overlaps a portion of the main transmission line inductor and the output taps were taken at whatever point of the hairpin that gives the best match.

The advantage of this layout is that moving the taps to any point on the hairpin is the same as tapping on different numbers of turns on a coil, except that with the hairpin, it is very convenient to make the adjustment in as fine a step as may be desired. In all of my designs, the coupling loop is held to the main hairpin by cable ties. This allows some adjustment of the coupling loop, but holds the loop sufficiently snug so that it is not likely to move around accidentally. Use less loop coupling for higher Q with more selectivity and more loop coupling for lowest loss.



Figure 3 — Hairpin tuner for 6 and 10 meters.


Figure 4 — 144 MHz version of a hairpin tuner.

Making them Play

The frequency tuning range percentage will depend on the capacitor used. For widest range, select one with a high minimum to maximum capacitance ratio. All of the capacitors I have tried have provided adequate range to cover the desired amateur
band. The range can be extended to cover a second band by putting fixed capacitors in parallel with the variable tuning capacitor.

For example, the 6 meter version, shown in Figure 3, works for 10 meters with the addition of a parallel 40 pF fixed ceramic capacitor, while the 220 MHz version, shown in Figure 5, works fine on 2 meters with the addition of a 12 pF ceramic. As it is, the 2 meter version just makes it to 222 MHz, so two bands are possible without switching caps. A single tuner could also work on 10 and 6 meters without switching by careful component selection

Capacitor Options

The most difficult component to find will likely be the split stator capacitor. There are ways of designing your own capacitor and it is made easier because of the relatively small capacitance required at these frequencies. For all of the designs shown here, I took capacitors from my well stocked junk box. You less well equipped folks will have to search at a hamfest or check out the basement of one of the local old timers.


Commercial capacitors are available, but the price may shock you. You could also choose to use a single section capacitor instead of the split stator. In that case, the capacitor shaft and frame will be “hot” and must be floated above ground. You will have to tune it via a long insulated shaft. And, of course, the balance will be somewhat compromised.

The method does work and a suitable single section capacitor may be easier to find, however . Alternatively you could use a pair of identical capacitors to ground if you adjusted them each to the same setting or worked out a common shaft arrangement. Fussy, but it could work. Target dimensions and component values for the bands in this range are shown in Table 1.



Table 1 Hairpin Tuner Component Values, Dimensions and Frequency Range

Inductor Choices

The length of the hairpin will depend on the value of your capacitor. The values below
represent tuners I have built and should give you a good starting point. Match the hairpin width to the spacing of the capacitor terminals, or bend the ends of the hairpin in or out at the capacitor end in order to make the connections. Spacing does affect the inductance value so keep it close to what you see in the photos.

My inductors are 1⁄8 inch diameter brass rod, but they could be soft copper tubing or wire in sizes from 12 gauge up to 1⁄4 inch. Brass welding rods from the hardware store could also be used. A smaller diameter means the hairpin should be shortened a bit as the inductance per inch will be higher. The links should be insulated wire, either enameled or PVC coated or, best of all, Teflon insulated. The 6 meter tuner in Figure 3 uses the shield of Teflon coax as the link. My links do not make electrical contact anywhere with the main hairpin. The coax shield and center of the hairpin could both be grounded to a chassis, if desired.



Figure 5 — Hairpin tuner for 144/222 MHz enclosed in its box.

Tuning Up

Tuning consists of setting the taps to an intermediate position and adjusting the capacitor for minimum SWR. If SWR is not as low as desired, move the taps a bit either towards or away from the capacitor and readjust the capacitor. You should be able to find tap settings that allow the SWR to be reduced to 1:1.

Safety Considerations

Note that neither of the tuners described above are shown installed within a chassis of any kind. This is to show the construction more clearly. Also, I must admit that during tests, I got away with this because I used low power and am very careful not to touch the hot parts of the circuit. I also have a nonmetallic operating desk. The open construction is useful during experiments.

I definitely do not recommend this approach for general use. You will want to put your tuner in a shielded box of some kind, probably with a hinged lid to allow you to move the taps as shown in Figure 5. You should never adjust the tap clips with
power applied. The tuning shaft should be brought out through the enclosure where an insulated knob should be installed for tuning even though with a split stator capacitor the shaft should be at ground potential. For high power, the use of a suitable enclosure is essential, especially if the tuner is to be installed close to the operating position. This is to prevent RF burns from contact as well as exposure to excess RF levels.

Remember that your body is more susceptible to pick up from VHF fields than is the case at HF. If you put the tuner well away from the operating position in a place that is protected from access by family members or pets, you may be able to use a somewhat more open construction as is sometimes done with conventional home brew tuners. Radiation from an unenclosed tuner of any type can be enough to cause interference with nearby electronics devices and could cause fires if anything flammable comes in contact with the hot parts of the circuit.


Figure 6 — 432 MHz version of a hairpin tuner.

These tuners have been tested with 100 W on 10 and 6 meters, 50 W on 2 meters and 20 W on 70 cm, the maximum output of my rig. For higher power, the designs can be scaled, remembering that the bigger it gets, the lower the frequency for the same geometry.

Thus, a design similar to that used here for 432 MHz, but three times larger, would probably work fine with a full kW, but on 144 MHz. Since my 20 W, 432 MHz design uses an inductor that is about as short as is practical (see Figure 6), getting up to 1 kW at 432 MHz, might prove difficult with this design. At the least, a different type of
capacitor would be required.

I hope that these simple to build and adjust tuners will start a trend towards greater use of balanced feeders on the higher frequencies just as ladder line has become the favorite for many on the lower bands.

A Simple Transformer to Measure Your Antenna Current

วงจรหม้อแปลงแบบง่าย ๆ สำหรับวัดกระแสในระบบสายอากาศของคุณ

SWR doesn’t give you the whole story you need an RF current meter.
บทความโดย Paul Danzer, N1II (จากหนังสือ QST ฉบับ September 2009)

In a recent QST article, Eric Nichols, KL7AJ, presented a good idea monitoring the RF current into your antenna system to insure optimum tuning. Actually, it was the second time it was mentioned to me — George Peters, K1EHW, suggested the same thing to me several months before. At the end of Eric’s article, he proposed using a current transformer to do the monitoring.

Making a Current Transformer

This could be as simple as a turn of wire through a ferrite core and several turns of
wire around the core to form a transformer. The output of the transformer would be proportional to the current through the wire.

Making it Happen

This seemed simple enough, and the result of one hour’s work is shown in Figure 1. The core used was a T37-6. T37 designates the size (0.37 inches OD), picked so the insulated center conductor of RG-58 (or RG-59) would fit comfortably through the core center. The 6 designation relates to the frequency application of the ferrite mix, in this case 2 to 50 MHz.

Searching the ARRL suppliers’ data base, it appears that Alstar Magnetics offers this core; an alternate would be a Palomar F37 with mix 61. There is no criticality here — if you want to try it, strip a core from any old source — perhaps from a junked PC power supply or computer cable. It may not be the most efficient RF transformer ever built, but if it works it will do the job.

Wrap 20 turns of 24 gauge enameled wire as the transformer secondary. The secondary is connected to half wave rectifier consisting of a silicon diode (1N914), a 10 kΩ resistor as the load and a 0.1 μF capacitor as a filter (see Figure 2). A high-impedance voltmeter (the $10 variety) is connected to the two pin jacks to serve as an indicator.

The unit shown was tested with a 100 W transmitter on all bands from 80 through 10 meters. Performance across each band was relatively uniform, considering the probable variation of SWR and power though the feed line as the frequency was varied.

Hook up the rest of the circuit as shown in Figure 2 and connect a meter to the terminals.



Figure 1 — View of the transformer and simple circuitry that make up the relative RF current meter.

รูปที่ 1 โครงสร้างประกอบด้วยหม้อแปลงและวงจรแบบง่าย ๆ ลักษณะเดียวกับวงจรวัดกระแส RF

What we Have

The object here was not to get an exact measure of the antenna current. What I wanted
was a relative measure, so I could see if anything was going wrong, or use it as a way to
adjust my antenna tuner for the maximum signal to the antenna. Commercial stations use a current meter, mounted at the connection of the feed line to the antenna, to monitor output. Since they know the antenna impedance and their meters are calibrated, they can determine precise power into the antenna.

If you enjoy low power (QRP, typically 5 W or less) or very low power (QRPP, less than 1 W) operation, more turns may be needed and can easily be added. Similarly, if your meter does not have enough sensitivity, more turns may be called for. If after assembly the core is not firmly in place, held by the friction of the secondary on the primary wire, a drop of glue can be used to secure it all together.

Putting it to Use

The current meter consumes a miniscule fraction of the output power, so, can be left in the line, or removed when not in use. You may even find a meter case and a surplus meter at a hamfest that will work with it to give continuous indication without tying up your bench meter. I suggest writing the relative current indication for each band in your log. Later, if something seems amiss, it is then an easy job to compare your readings to the recorded ones to find out if the problem is in your antenna system.



Figure 2 — Schematic diagram of the relative RF current meter. Nothing about the circuit is critical. See text for parts information.

สายอากาศฮาร์เวฟ ชนิดพกพา - half wave antenna

ใช้ลายพริ้นแทนคอยล์ ไม่ต้องมีกราวนด์เพลน สร้างง่าย เสร็จได้ในชั่วโมงเดียว และราคาถูกมาก

ผมไม่แน่ใจว่าจะเรียกสายอากาศที่จะแนะนำต่อไปนี้เป็น "ต้น" หรือเป็น "เส้น" หรือเป็น "ขยุ้ม" ดีเพราะคุณเควิน เจมส์ G6VNT ผู้เป็นต้นคิดท่านทำมาสำหรับการม้วนเก็บโดยเฉพาะ คือตามลักษณะนามของสายอากาศก็ควรเรียกด้วยคำว่าต้น แต่รูปร่างมันในยามใช้งานดูคล้ายสายไฟจึงน่าเรียกว่าเส้น และเวลาเก็บหรือพกพามันสามารถม้วนติดตัวไปเป็นขยุ้ม ... แต่ก็ช่างเถอะเอาเป็นว่ามันสร้างง่าย พกพาง่าย และใช้งานได้ดี ราคาไม่เกิน 50 บาท คุณจ่ายแค่นี้กับเวลาอีกไม่ถึงชั่วโมง คุณก็จะได้สายอากาศที่ซุกไว้ตรงไหนก็ได้ เวลาฉุกเฉินก็เพียงแค่แขวนขึ้นไปบนยอดไม้ชายคา ช่วยในการรับส่งดีกว่าสายอากาศที่ติดอยู่กับเครื่องมาก

ATNENNA TUNNER 144 MHz

ATNENNA TUNNER 144 MHz
Antenna tunner คืออุปกรณ์ที่ใช้ปรับ matching ของสายอากาศให้ได้ค่า SWR ต่ำสุดเมื่อเราออกอากาศด้วยความถี่ที่ไม่ตรงกับสายอากาศ เป็นตัวหลอกเครื่องรับส่งของเราว่ากำลังใช้สายอากาศที่มีอิมพิแดนซ์ เหมาะสมกับความถี่นั้น ๆ ...

ARRL VHF HANDBOOK

ATNENNA TUNNER สำหรับ 144 MHz.

Antenna Tuner คืออุปกรกณ์ที่ใช้ปรับ Matching ของสายอากาศให้ได้ค่า SWR ต่ำสุดเมื่อเราออกอากาศด้วยความถี่ที่ไม่ตรงกับสายอากาศ เป็นการหลอกวิทยุรับ - ส่ง เราว่ากำลังใช้สายอากาศที่มีอิมพิเดนซ์เหมาะสมกับความถี่นั้น ๆ ...

ทดลองสร้าง ATU เฉพาะย่านความถี่ กำลังส่งสูง

ลองมาดู โครงสร้างของ variable capacitor ก่อนนะครับ

ส่วนประกอบต่าง ๆ ของ air variable capacitor อุปกรณ์สำคัญที่จะนำมาประกอบเป็น ATU

รูป แสดง ตำแหน่ง การหมุน ต่อค่า capacitance ที่จะเกิดขึ้น ค่า capacitance จะมากที่สุดก็ต่อเมื่อชิ้นส่วนของ Roter และ Stator ซ้อนทับกันพอดี ตามรูป

สำหรับ ตัวอย่าง จะต่ออุปกรณ์แบบ T - Network โดยมีอุปกรณ์หลัก ๆ คือ variable capacitor แบบโลหะ 2 ตัว และ ขดลวด เบอร์ 16 ตัวอย่าง ทำ ATU ไว้ใช้ที่ย่าน 14 MHz ก็พัน 5 รอบเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 mm.

Schematic Diagram ครับ ค่า L จะเปลี่ยนไปตามความถี่ที่ต้องการนำไปใช้ ดังนี้ (ใช้ลวดเบอร์ 16 เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 mm.)

• ความถี่ 24-28 MHz พัน 3 รอบ
• ความถี่ 18-21 MHz พัน 4 รอบ
• ความถี่ 14 MHz พัน 5 รอบ
• ความถี่ 7-10 MHz พัน 8 รอบ

ตัวอย่างการวาง อุปกรณ์ อย่าลืมนะครับ ระหว่าง VC กับแผ่นพริ้นต้องมีฉนวนรองเอาไว้

Jump สาย ระหว่าง C ทั้งสองตัว เพื่อให้ได้ค่า capacitance ที่มากขึ้น แผ่นพริ้นควรจะเคลือบเอาไว้ ป้องกันสนิมเขียวเมือใช้ไปนาน ๆ (ผมใช้ยางสนผสมทินเนอร์ ทาเคลือบเอาไว้)

บทความที่เกี่ยวข้อง

• สร้าง ATU (Antenna Tuning Unit) แบบ QRP ไว้ใช้เอง
• Antenna Tuner จำเป็นแค่ไหน

ข้อมูลเพิ่มเติม http://www.hs8jyx.com/html/high_power_atu.html

วิทยุรับส่ง CW PIXIE II

วิทยุ รับส่ง PIXIE II เป็นเครื่องรับ - ส่งวิทยุขนาดเล็ก ใช้สำหรับรับส่ง รหัสมอร์ส สามารถดัดแปลงให้ใช้กับความถี่ของกิจการวิทยุสมัครเล่น ในย่าน 80 เมตร (3.5MHz) และ 40 เมตร (7MHz) ขึ้นอยู่กับการเลือกใช้ crystal วงจรต้นฉบับถูกออกแบบโดย Dave Joseph, W7AMX โดยพัฒนามาจากวงจรของ Micro-80 mini-transceiver ของ Oleg Borodin, RV3GM ซึ่งเป็นวงจรรุ่นก่อนหน้า วิทยุรับส่ง PIXIE II ถูกเผยแพร่เป็นครั้งแรกโดยนิตยสาร QRPp ของสมาคม NorCal QRP Club's ในเดือน มิถุนายน ปี 1995 สำหรับเมืองไทย สามารถสั่งชื้อได้จาก www.153rt.com ในราคา 380 บาท

วงจรในส่วนของ oscillator จะใช้ oscillator แบบ Colpitts crystal oscillator

Power Amplifier ทำหน้าที่ขยายกำลังจากวงจร oscillator ให้มีกำลังมากขึ้น เพียงพอต่อการออกอากาศ วงจรนี้จะทำงานก็ต่อเมื่อเรากด Key เท่านั้น ถ้าสังเกตจะพบว่าการกด Key ก็เหมือนการลัดวงจร R5 เป็นการต่อขา E ลง Ground โดยตรง

Output Filter วงจรฟิลเตอร์สำหรับชุดนี้ใช้วงจร LC bandpass filter ต่อกันเป็นแบบ Pi

สำหรับความถี่ 3.580 MHz

• L3 = 2.7uH
• L4 = 4.7uH
• C9 = 1nF
• C11 = 1nF

สำหรับความถี่ 7.060 MHz

• L3 = 1.5uH
• L4 = 2.7uH
• C9 = 470pF
• C11 = 470pF

วงจร ขยายเสียง วงจรนี้จะใช้ IC เบอร์ LM386 ซึ่งหาได้ง่าย ราคาถูก ใช้อุปกรณ์ต่อร่วมอีกเล็กน้อย ก็ทำงานได้แล้ว สัญญาญ input จะเข้ามาทางขา 2 และออกสู่ลำโพงทางขา 5 ของไอซี โดยมี C5 และ C6 เป็นวงจร AC coupling คือยอมให้สัญญาณ AC เท่านั้นที่ผ่านไปได้ ส่วน C7 เป็นตัวกำหนด อัตราการขยายของไอซี

สำหรับ พริ้นที่ได้มานั้น ได้ออกแบบให้บัดกรีทางด้านทองแดง การบัดกรีด้านบนจึงต้องมีการ กลับขา IC และทรานซิสเตอร์ ดังรูป

ตำแหน่งขาของทรานซิสเตอร์

การกลับขา IC LM386 ภาคขยายเสียง

ภาพตัวอย่างเมื่อลงพริ้นเสร็จเรียบร้อย

อ่านต่อได้ที่ http://www.hs8jyx.com/html/pixie.html

สภาพอากาศต่อการแพร่กระจายคลื่นย่าน VHF

สภาพอากาศต่อการแพร่กระจายคลื่นย่าน VHF

ผลของสภาพอากาศต่อการแพร่กระจายคลื่น เป็นอีกศาสตร์หนึ่งที่ดูเหมือนจะลึกลับเอาการ สำหรับนักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ ทำไมบางครั้งยิ่งดึกยิ่งรับสัญญาณได้ดียิ่งขึ้น ? ทำไมตอนก่อนพระอาทิตย์ขึ้นสัญญาณที่รับได้มีการเปลี่ยนแปลงไปมาอย่างรวดเร็ว ? ทำไมเดือนนั้นเดือนนี้จึงรับสัญญาณทางไกลได้ดี ขณะที่บางเดือนรับสัญญาณได้แย่ลง ?

รูปแสดงความสำพันธ์ระหว่างความชื้นของอากาศและความแรงของสัญญาณที่รับได้

จากรูปจะแสดงให้เห็นว่า ถ้าความชื้นของสายอากาศในเส้นทางผ่าน ระหว่าง เครื่องรับและเครื่องส่ง มีค่าน้อยลงสัญญาณที่ได้จะแรงขึ้น ถ้าวันที่ฝนตก สัญญาณที่ได้จะลดลง

รูปแสดงความสำพันธ์ระหว่างความสูงของเมฆและความแรงของสัญญาณที่รับได้

จากรูปจะแสดงให้เห็นว่า ถ้าระดับความสูงของเมฆสูงขึ้น สัญญาณจะค่อย ๆ เพิ่มขึ้นอย่าง ช้า ๆ ซึ่งจะขัดแย้งกับความเชื่อที่ว่า ถ้าเมฆอยู่ต่ำจะทำหน้าที่เหมือนท่อนำคลื่น ทำให้สัญญาณไปได้ไกล และแรงขึ้น ผลการทดลองนี้จะสอดคล้องกับรูปแรก คือในตอนที่ฝนตกเมฆจะลอยลงมาต่ำ

รูปแสดงความสำพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและความแรงของสัญญาณที่รับได้

จากรูปจะแสดงให้เห็นว่า ถ้าอุณหภูมิในช่วงเส้นทางผ่านของสัญญาณลดลง สัญญาณจะแรงขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับความเชื่อเดิมที่ว่า สัญญาณจะแรงขึ้นในหน้าหนาวและ ในวันที่ท้องฟ้าแจ่มใส

อ่านต่อได้ที่นี่ครับ

สายอากาศแบบ collinear คืออะไรกัน

สายอากาศแบบ collinear คืออะไรกัน

สายอากาศ collinear (หรือ co-linear) พูดกันแบบง่าย ๆ ก็คือการนำเอาสายอากาศตั้งแต่สองตัวขึ้นไปมาต่อขนานกัน เพื่อให้ได้อัตราการขยายที่สูงขึ้น โดยสายอากาศจะถูกจัดเรียงกันในแนวดิ่ง (mounted vertically) การ collinear สามารถทำได้สองแบบคือ การ collinear แบบ อนุกรม (Series fed collinear) แบบที่สองคือการ collinear แบบขนาน (Parallel fed collinear)หรืออาจจะเรียกว่าการ Stack กัน

ตัวอย่างการ collinear แบบ อนุกรม (Series fed collinear) นำสายอากาศ 5/8 Lamda มาต่ออนุกรมกัน 2 ชั้น เลยเรียกว่า สายอากาศ 5/8 2 ชั้น

ตัวอย่าง การ collinear แบบขนาน (Parallel fed collinear) หรืออาจจะเรียกว่าการ Stack กัน รูปตัวอย่าง นำสายอากาศ ไดโพล จำนวนสองต้นมาขนานกัน เลยเรียกว่า ไดโพล 2 Stack

ตัวอย่าง การ collinear แบบ อนุกรม (Series fed collinear)

• รูป a แสดงกระแสบนสายตัวนำความยาว 2 Lamda
• รูป b เป็นการจัดเฟสของสัญญาณเสียใหม่ ให้มีเฟสตรงกัน สัญญาณที่ได้จะเสริมกัน
• รูป c เป็นการนำ stub มาใช้ในการจัดเฟส

อ่านต่อได้ที่นี่ครับ

สายอากาศ Quad 2E ของ AA1EX

สายอากาศ Quad 2E ของ AA1EX

สายอากาศแบบ Loop เป็นสายอากาศ มีลักษณะเป็น วง มีหลายรูปร่าง เช่น สามเหลื่ยม (Triangle) แบบสีเหลื่ยม (Quad) และแบบวงกลม (Cercular) ซึ่งแบบสามเหลี่ยมจะมี gain น้อยที่สุด ไกล้เคียงกับ dipole แบบวงกลมจะมี gain มากที่สุดแต่สร้างยาก และแบบวงกลม มีgain น้อยกว่าแบบวงกลมนิดหน่อยแต่สร้างง่ายกว่ามาก สามารถดูตารางแสดงอัตราการขยายของสายอากาศแบบ Loop ดังนี้

สำหรับ สายอากาศที่จะนำมาเสนอนี้ เป็นของ Chester S.Bowles (AA1EX) นักวิทยุสมัครเล่นรุ่นคุณปู่ ท่านได้ Call Sign มาตั้งแต่ปี 1967 (พ.ศ.2510) สายอากาศ Quad Loop ชุดนี้มี 2 อีเลเมนต์ คือ Driven และ Reflector ตัวอิเลเมนต์ใช้ลวดเบอร์ 18 โดยที่ Driven ยาวด้านละ 52.4 cm. และ Reflector ยาวด้านละ 55 cm.

โครง สร้างสามารถทำได้ง่าย ๆ โดยใช้ท่อ PVC ขั้นแรกให้ทำขึ้นเป็นตัว T ก่อนโดยใช้ท่อ PVC ขนาด 3/4 นิ้ว ให้แนวตั้งของตัว T ยาวประมาณ 1 เมตร อันนี้จะยาวกว่าก็ได้ ไม่มีผลอะไร ส่วนแขนทั้งสองข้างกางออกไปไม่น้อยกว่า 25 cm. เพราะเราต้องจัดให้ อิเลเมนต์ทั้งสองห่างกันประมาณ 38 - 40.5 cm.

ที่ แขนของตัว T ให้เจาะรูเตรียมสอดแท่งไม้กลม ๆ ที่จะใช้เป็นตัวยึดให้ลวดเกาะด้านละ 2 ท่อน (อาจจะดัดแปลงใช้ฉนวนอย่างอื่นก็ได้) พยายามให้ไม้ทั้งสองอันนี้ไกล้กัน และตั้งฉากมากที่สุด เพื่อให้รูปร่างของสี่เหลี่ยมจัตุรัสเพื้ยนน้อยที่สุด

สำหรับ Reflector นั้นอาจจะทำได้ง่ายหน่ิอยพอจัดรูปร่างเข้าที่ก็ให้บัดกรีลวดทองแดงเข้าด้วย กัน อย่าลืมว่าความยาวรอบวงต้องเท่ากับ 220 cm (55 X 4 ด้าน)

ต่อ มาก็เป็นส่วนของ Driven อาจจะยุ่งยากกว่าเล็กน้อย เพราะตรงจุดปลายสายลวดทั้งสองต้องต่อด้วยชุด Matching ซึ่งประกอบด้วย สตับ ซึ่งทำมาจากสายทวินลีด (Twin Lead) และทริมเมอร์ ค่า 6-50 pF อีก 1 ตัว

การเตรียมสายนำสัญญาณ RG-58 ต่อเข้ากับ ทริมเมอร์เพื่อต่อเข้ากับสตับ

การทำ สตับให้ตัดสายทวินลีดยาวประมาณ 15 cm. ปอกปลายสายด้านหนึ่ง บัดกรีสายเข้าด้วยกัน วัดจากด้านที่บัดกรีเข้ามา 9 cm. กรีดและปอกสาย ได้สายเปลือยประมาณ 5 cm. จากนั้นบัดกรีปลายสายทั้งสองเข้ากับปลายทั้งสองของ Driven

จาก นั้นก็จัดสายให้เรียบร้อย แล้วทำการวัดค่า SWR ที่ความถี่กลาง คือ 145.000 MHz ปรับจูนทริมเมอร์ ให้ได้ค่า SWR ต่ำที่สุด ถ้า SWR ได้สูงกว่า 1.5 :1 อาจจะต้องขยับจุดบัดกรีช่วยด้วย ปรกติแล้วจะได้ SWR ตลอดย่านความถี่ 144-146 MHz ประมาณ 1.2 :1

สำหรับ ข้อมูลทางเทคนิคของสายอากาศต้นนี้ทาง AA1EX ไม่ได้บอกมา มีแต่บันทึกว่า "Useing less then 1/2 watts, I was easy able to work repeaters 60-70 miles away whith full quieting"

หรือ ก็คือ ด้วยกำลังส่งไม่ถึงครึ่งวัตต์สามารถยิงไปเตะรีพีตเตอร์ที่ห่างออกไป 60-70 ไมล์ (92-112 กิโลเมตร) ได้สบายโดยไม่มีเสียงรบกวนเลย

http://www.hs8jyx.com