Transformadores de impedancias (BALBAL, BALUN y UNUN)

Los transformadores de impedancias nos permiten modificar la impedancia de un dispositivo. Básicamente consisten en un núcleo de material ferromagnético (tipicamente un toroide o anillo de ferrita) en el que se devanan dos bobinas (primario- secundario) cuya relación de vueltas corresponde a la relación de impedancias que deseamos trnasformar. El diametro del cable de las bobinas es un tema práctico y depende de la potencia que vamos hacer circular por la bobina.

Los transformadores de impedancias tambien permiten convertir dispositivos balanceados o simetricos en no-balanceados o asimétricos. Así un BALUN (tipico dispositivo que une un dipolo con un coaxial) convierte una entrada/salida  BALanced en una salida/entrada UNbalanced, y en un UNUN entradas y salida son no-balanceadas y un BALBAL ambas son balanceadas o simétrica.

Siguiendo con el caso de la unión de un dipolo simple  de media onda que tiene una impedancia de 75ohm para adaptarlo a un coaxial de 52 ohm además además del BALUN se necesita una relación de transformación de 75/52

Esquema y detalle de montaje de BALUN 1:1 y BALUN 4:1 Fuente: Radio Amateur Handbook, ARRL 1981

Resumiendo para caracterizar un transformador de impedancias es necesario definir:

• Tipo de entrada u salida: simétrico / asimétrico
• Tipo de conector: SMA, BNC, PL
• Potencia admisible: RX/TX (baja/alta)
• Relación de transformación

Veamos algunos BALUN comerciales que podemos encontrar en Aliexpress:

BALUN de antena 1:1

• Tipo de entrada / salida: simétrico/ asimétrico
• Tipo de conector: tornillos /PL
• Potencia admisible: 500W
• Relación de transformación: 1:1
• Precio: 24€
• Comentario: util para dipolos de media onda  TX y RX

BALUN de antena 1:1

• Tipo de entrada / salida: simetrico/ asimétrico
• Tipo de conector: tornillos /PL
• Potencia admisible: 100W
• Relación de transformación: 1:1
• Precio: 5€
• Comentario: util para dipolos de media onda TX y RX

Carga de 50 ohm a la entrada

Carga de 50 ohm a la salida del balum 1:1 
El comportamiento no es lineal 

BALUN de antena 1:4

• Tipo de entrada / salida: simétrico/ asimétrico
• Tipo de conector: tornillos /BNC
• Potencia admisible: 50W
• Relación de transformación: 4:1
• Precio: 7€
• Comentario: por la relación de transformación de 4:1 ni vale para end feed 9:1 ni para dipolo 1:1

BALUN de antena  1:8

• Tipo de entrada / salida: asimetrico/ asimétrico
• Tipo de conector: tornillos /BNC
• Potencia admisible: ¿?
• Relación de transformación: 8:1
• Precio: 9€
• Comentario: ideal para antena end-fed TX /RX

BALUM de antena 1:9

• Tipo de entrada / salida: asimetrico/ asimétrico
• Tipo de conector: tornillos /PL
• Potencia admisible: 100W
• Relación de transformación: 8:1
• Precio: 5€
• Comentario: ideal para antena end-fed TX /RX

Carga de 50 ohm a la entrada

Carga de 50 ohm a la salida, el valor a la entrada debería ser de unos 9 ohm

BALUN de antena 1:9

• Tipo de entrada / salida: simétrico/ asimétrico
• Tipo de conector: clip : SMA
• Potencia admisible: 28 dBm
• Relación de transformación: 9:1
• Precio: 2,6 €
• Comentario: ideal para antena end-fed RX

nanoVNA con carga de 50 Ohms (Z= morado X= verde)

nanoVNA con carga de 50 Ohms y BALUN de 9:1 (Z= morado X= verde).
Mas o menos se comporta hasta los 30 Mhz

nanoVNA con carga de 50 Ohms y BALUN de 9:1 (Z= morado X= verde).
En teoria deberia dar una impedancia continua de 9 Ohm  pero la respuesta no es lineal entre 150 y 900 MHz

Modificación propuesta para el BALUN en un UNUN

BALUN de antena 1:49

• Tipo de entrada / salida: simétrico/ asimétrico
• Tipo de conector: clip : PL
• Potencia admisible: 100 W
• Relación de transformación:49:1
• Precio: 15 €
• Comentario: ideal para antena end-fed TX/ RX, longitud recomendada de 20m para las bandas de radioaficionados de 7, 14, 21 y 28 MHz.

Detalle construtivo UN-UN 1:49/50

BALUM 1:64

• Se puede configurara como 1:64
• Potencia 100 W
• Frecuencias 1-30 MHz
• Precio 16 €
• Comentario: 30m para 4 bandas y 40,4m para 8 bandas. El condensador contraresta la pequeña inductancia que perjudica a la banda de 10m

Detalle constructivo UN-UN 1:64

BALUM DIY 1.1 1.4 1:9

• Se puede configurara como 1:1, 1:4 ó 1:9 
• Potencia 100 W
• Precio 8,14 €

Método de bobinado 

1: 1: tres hilos trenzados alrededor de 7 vueltas, extensión de trenzado (aproximadamente 3-4 veces por centímetro)

1: 4 de bobinado Método: dos hilos retorcidos alrededor de 8 vueltas, extensión de trenzado (aproximadamente 3-4 veces por centímetro)

1: 9 Método de bobinado: tres hilos retorcidos alrededor de 10 vueltas, extensión del trenzado (alrededor de 3-4 veces por centímetro)

Ver también

• Electromagnetic Interference  (EMI) - Electromagnetic compatibility (EMC) 
• Transformadores
• Transformadores de impedancias (BALBAL, BALUN  y UNUN)
• Analisis de las curvas de respuesta de distintos BALUN 1:9 comercializados para HF
• Choques
• Sobre los efectos beneficiosos de las ferritas en los cables -I 
• Sobre los efectos beneficiosos de las ferritas en los cables - II
• Ferritas
• NanoVNA VII: Midiendo ferritas
• Toroides de ferrita: guia de compra
• Antenas
• Alimentación balanceada y no-balanceada de un dipolo
• Antenas de ferrita, Loopstick  o de barra de ferrita  (Ferrite Rod)

Referencias

• Balun    50:1   64:1
• Ham Radio End Fed Antenna with a 1:64 Matching Network

Advertencia importante

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