Изготовление ферритовых дросселей

    Для исключения затекания тока на внешнюю сторону оплетки ВЧ кабеля, питающего антенну применяют ферритовые дроссели. Их можно делать на большом кольце:

Дроссель на большом кольце
Дроссель на большом кольце

Или нанизать много маленьких колечек на некоторую длину кабеля в точке питания антенны:

Дроссель из большого количества маленьких колец в термоусадочной трубке
Дроссель из большого количества маленьких колец в термоусадочной трубке

В любом случае правило одно: индуктивность такого дросселя должна быть такой, чтоб создать модуль комплексного сопротивления не менее 1кОм.

     Но и здесь не все так просто. Во-первых, создать широкополсный дроссель - задача непростая. А, во-вторых, не все марки феррита одинаково хорошо справляются с этой задачей. Я применяю кольца НМ до 4МГц (они дешевле, но и обеспечивают худшие показатели) и кольца НН выше 4 МГц. В более сложных случаях (например при большой подводимой мощности) очень рекомендую применять FB-31. Однако все это справедливо для случаев, когда половинки антенны электрически симметричны, когда, в принципе 1кОм модуля комплексного сопротивления часто достаточно.

     Как выбрать нужную индуктивность, показано ниже:

BAND,

МГц

Требуемая

индуктивность,

мкГн

1.8 88.5
3.5 45.5
7 22.7
10 15.7
14 11.4
18 8.8
21 7.6
24 6.4
28 5.7

  Это справедливо для подавляющего большинства случаев, когда антенны питаются в пучности тока напрямую кабелем, их волновые сопротивления примерно идентичны и электрически они симметричны (при правильном исполнении). В случае питания полуволновых вибраторов "с конца", эти значения нужно увеличить в десятки раз. И будьте готовы, что борьба с АЭФ (антенный эффект фидера) будет проиграна, при неправильном подходе.

А дальше просто (для данного случая):

1. Берете кусок любого провода

2. Нанизываете на этот кусок провода столько колец, чтоб была достигнута требуемая индуктивность (или наматываете  на большом кольце до достижения требуемой индуктивности - такое количество витков кабеля нужно будет сделать впоследствии)

3. Все колечки обжимаете в термоусадочную трубку

4. Надеваете столбик на кабель в точке питания

 

Например, вот так выглядит столбик для 80м диапазона из колец М2000НМ 20х12х6:

Дроссель для 3.5 МГц
Дроссель для 3.5 МГц

Это указаны минимальные требования, которых и стОит придерживаться. 

   Столбик на фото выше не совсем удобен. Имеет смысл разбить его на несколько частей. Роли это не играет, равно как и зазор между внутренней стороной кольца и наружной изоляцией кабеля.

   Если проблема с наличием феррита, то можно просто смотать кабель в бухту виток-к-витку (важно) в точке питания антенны. В этом случае, расчет индуктивности производится очень просто. Вот пример расчета катушки из кабеля в ММАНА для диапазона 20м:

Расчет ВЧ дросселя в точке питания антенны для 20м диапазона из кабеля РК-50-7
Расчет кабельного дросселя для 14МГц

  Здесь диаметром провода служит внешний диаметр оплетки кабеля. Только вот размер такого дросселя для НЧ диапазонов будет впечатлять.. Однако есть и техническое ограничение. Дело в том, что при увеличении числа витков начинает себя проявлять межвитковая емкость кабеля. Есть вероятность того, что индуктивность кабеля в купе с этой паразитной емкостью образуют контур, который будет настроен совсем не на ту частоту, которую нужно. В итоге, мы не получим заграждающего эффекта на рабочих диапазонах. Особенно это нужно учесть при питании многодиапазонных антенн.

  Также весьма немаловажно учитывать, что air-cored дроссели работают, только на потерях, т.е. практически отсутствует активное R, а это приводит к тому, что не получится добиться максимального подавления токов, если такая необходимость возникнет (например на кабеле для питания приемных антенн).

 

   Ну и самый эффективный, безусловно, способ борьбы с токами на оплетке кабеля - создание параллельного контура. Что это и почему это хорошо, говорилось здесь. Этот вариант можно применить в случае, если антенна однодиапазонная. Суть его в том, что катушка индуктивности, намотанная кабелем (в т.ч. на ферритовом кольце), уже является частью параллельного контура. Теперь нужно параллельно ей подключить постоянный конденсатор так, чтоб частота резонанса этого контура получилась в центре рабочего диапазона. Т.е. мы, в т.ч. и ту паразитную межвитковую емкость, используем во благо и в нужном нам направлении. Минусы решения очевидны: однодиапазонность, необходимость вскрытия изоляции кабеля, необходимость герметизации конструкции, в целом. Способ позволяет достичь хорошей изоляции, которой даже с использованием феррита достичь не удастся.

 

   Необходимо отметить, что все способы в некоторой степени зависимы от электрической длины внешней поверхности питающего кабеля (не путать диэлектрик внутри кабеля и наружный - речь о нем). Чем ближе она к 1/4L, тем проще отсечь токи на оплетке и наоборот, чем ближе длина оплетки к 1/2L, тем сложнее добиться результата. Фактически, в таком дросселе должна уложиться 1/4L, чтоб максимально электрически разорвать внешнюю поверхность кабеля для токов.

10.09.2010

Исследования G3TXQ подтверждают обобщенные мной данные:

Из этих данных также видно, что:

1. дроссель из кабеля на диэлектрическом каркасе не обеспечивает должного "перекрытия" свыше 1.5 октав (узкополосен), поэтому на ВЧ трайбендерах использовать такой способ только с четким расчетом и исполнением. Прочие недостатки способа описаны выше.

2. Намотка кабеля (несколько витков) на больших кольцах самая эффективная ("бинокли", правда, еще лучше), но этот способ не для толстых кабелей (в примере выше речь об RG-58). Да и по стоимости недешевый, т.к. для мощности свыше 1кВт необходимо применять уже фторопластовый кабель.

3. Нанизанных колец на кабель должно быть необходимое количество. Обратите внимание на горизонтальные черные линии на графиках - они показывают преобладание резистивного сопротивления над реактивным. Так вот если это Rs будет недостаточно (колец мало или, наоборот, больше положенного для данной длины кабеля и данной частоты), это и вызовет нагрев колец. Данный способ весьма дорог.

4. Кольца должны быть выполнены из соответствующего материала. Для создания эффективных дросселей с максимальными потерями порядка 50дБ (не ограниченными 1кОм модуля комплексного сопротивления) получены такие данные:

300НН  от 14 до 28 мГц
400НН  от 3.5 до 14 мГц
400НН-600НН для 1.8-3.5 мГц

 

По моему мнению, способ с использованием маленьких колец поверх оплетки кабеля - неплох для многодиапазонных симметричных ВЧ антенн. Для НЧ уже необходимо применять кольца большого диаметра для многовитковой намотки кабеля. В этом случае возможно добиться весьма больших сопротивлений, порядков 8-12кОм, что может быть полезно при работе и с приемными антеннами.

 

О более глубоком подходе к Choke балунам рассказано здесь.

 

 

                                                                                     12.05.2015

 

Оставить комментарий

Комментарии: 53
  • #1

    RA3AJD Сергей (Четверг, 17 Март 2011 09:56)

    А если применить балун на ферритовом бинокле с раздельными обмотками? Он вроде как должен полностью блокировать затекание синфазных токов на внешнюю оплётку кабеля и АЭФ не будет совсем.

  • #2

    RV9CX (Воскресенье, 22 Май 2011 06:26)

    Сама по себе гальваническая развязка не дает полной изоляции. Нужны еще решения для исключения АЭФ.

  • #3

    RZ6AS0 (Пятница, 17 Февраль 2012 19:52)

    При измерениях индуктивности столбиков из ферритовых колец пользовался прибором АА-330.
    На разных частотах разные значения индуктивности.Какую частоту нужно установить на приборе,чтобы измерения были корректными?

  • #4

    RV9CX (Суббота, 18 Февраль 2012 03:50)

    Даже не знаю что и сказать. Не пользуюясь я АА-330 для измерения LC, т.к. мое мнение - показывает он погоду в этом режиме, даже в инструкции написано, что это - дополнительные функции. Оно и правильно.

  • #5

    uw5een (Суббота, 13 Октябрь 2012 04:57)

    Какие конкретно пользуете кольца марки НН , интересует проницаемость и размер .

  • #6

    RV9CX (Суббота, 13 Октябрь 2012 18:36)

    Ответ на этот вопрос есть в статье выше

  • #7

    uw5een (Суббота, 13 Октябрь 2012 18:46)

    Т.е . есть одни и те же типоразмеры у ферритов марки НН у НМ ..я правильно понял ?

  • #8

    RV9CX (Суббота, 13 Октябрь 2012 19:33)

    Конечно!

  • #9

    uw5een (Воскресенье, 14 Октябрь 2012 19:58)

    Значит , если антенна является много диапазонной , например инвертод - v на диапазоны 80 -40 -20 метров , запитанная одним кабелем , то надо применять сразу два вида колец НН и НМ на одном кабеле . Я правильно понял ?

  • #10

    RV9CX (Вторник, 16 Октябрь 2012 17:25)

    Не знаю. что за антенна "инвертод - v ", но дроссель нужно ставить такой, чтоб обеспечивал отсекание на самом низкочастотоном диапазоне - я про это писАл. Поэтому просто делайте дроссель для 80м диапазона и вещайте.

  • #11

    uw5een (Четверг, 18 Октябрь 2012 07:46)

    Все дело в Вашей фразе : "... Но и здесь не все так просто. Не все марки феррита одинаково хорошо справляются с этой задачей. Я применяю кольца НМ до 4МГц и кольца НН выше 4 МГц." Я, как человек не опытный ( антеннострении ) ... предположил , что если кабель питает многодипазонную антенну ( дипазоны ниже 4 Мгц ..и также выше 4 Мгц ) то и дроссель должен содержать два вида колец ..как НН , так НМ ,если следовать утверждению , приведенному в цитате ! А антенну INV Vee , я и сам не знаю ..., вот буду делать ... , первый раз в жизни ... )

  • #12

    Антон (Суббота, 13 Сентябрь 2014 11:34)

    Кольца НМ не работают вообще нигде. Проверил лично. Только НН.

  • #13

    Vladi (Четверг, 09 Апрель 2015 21:03)

    Здравствуйте.
    Подскажите индуктивность запорного дросселя для много диапазонной антенны,. 40-10 метров?

  • #14

    R7MU (Суббота, 18 Апрель 2015 22:44)

    Кольца НМ не работают вообще нигде. Проверил лично. Только НН.
    Так, что автор за нос водит??? см. М2000НМ 20х12х6 :)

  • #15

    RV9CX (Воскресенье, 19 Апрель 2015 06:00)

    Это правда - попадались мне какие-то НМ и я вообще не понял, что произошло - вели себя адекватно только до 800кГц. Но я посчитал это совпадением, т.к. оставшиеся вели себя иначе. Много у Вас таких случаев и каким образом Вы проводили измерения?

    Vladi, текст специально выделил жирным, потом смотрите в таблицу - там ответ. Для 40м это примерно 23мкГн.

  • #16

    R7MU (Воскресенье, 19 Апрель 2015 16:53)

    Дмитрий, здравствуйте, на какой частоте Вы измеряете индуктивность дросселя? Я понял так, что на 7мгц, индуктивность должна быть 22,7 мкг, это правильно?

  • #17

    RV9CX (Воскресенье, 19 Апрель 2015 17:04)

    Для каждого диапазона - своя. Я ответил на вопрос выше про 7 МГц - все верно.

  • #18

    R7MU (Воскресенье, 19 Апрель 2015 17:35)

    Спасибо, понятно, занимаюсь защелками ZCAT 2035
    получается, но делаю один виток кабеля на каждой защёлке, кабель RG-316, мощность будет не более 500вт, вышло 7 защёлок 40мкг, измеряю MFJ-259, но индуктивность показывает на частоте 2мгц

  • #19

    RV9CX (Воскресенье, 19 Апрель 2015 17:40)

    Ну, возможно по графикам (или примерно аппроксимировать) определить индуктивность для конкретного диапазона. Ну или сразу измерить на 7МГц.

  • #20

    R7MU (Суббота, 02 Май 2015 15:02)

    Здравствуйте, Дмитрий а чем Вы измеряете индуктивность ваших дросселей?

  • #21

    RV9CX (Вторник, 12 Май 2015 10:14)

    А есть у меня LC-метр ))

  • #22

    UA3DJY (Воскресенье, 26 Июль 2015 08:57)

    LC метры обычно работают на низкой частоте, что может привести к ошибочному результату из-за паразитных резонансов или свойств магнитного материала на рабочей высокой частоте. Более правильно измерять сопротивление на рабочей частоте приборами MFJ-259, VK5JST и другими антенными анализаторами, но здесь есть ограничение в пределе измерения 500 Ом и невысокая точность измерений больших значений. В любом случае антенный анализатор покажет пригодность магнитного сердечника для использования на конкретной частоте.

  • #23

    UA3DJY (Воскресенье, 26 Июль 2015 09:31)

    Есть еще один момент - трансформаторы тока они же запорные дроссели работают как на реактивных так и на активных сопротивлениях. Высокочастотные ферриты дают большую реактивную составляющую, низкочастотные (100НН 200НН 600НН) дают и реактивную и активную составляющие. Ферриты проницаемостью 2000...10000 могут оказаться непригодными для диапазонов 7МГц и выше - перед тем как ставить кольца с большой проницаемостью надо всегда проверять получаемое на рабочей частоте сопротивление при помощи равного по длине куска провода и антенного анализатора. Для диапазонов 14-28 МГц довольно эффективно применение высокочастотного кольца проницаемостью 60 с 10...15 витками кабелем RG58, если виток к витку и между первым и последним витком зазор то на этих частотах паразитные резонансы отсутствуют. Если запорный дроссель делать на колечке 600НН и вогнать его в резонанс переменным конденсатором то на высокочастотных диапазонах можно добиться очень больших потерь - но это однодиапазонное решение. На диапазонах 160\80м и даже может на 7 МГц более эффективно использование трансформаторов напряжения с гальванической развязкой обмоток - но в этом случае сечение феррита уже должно пропускать подводимую мощность, при изготовлении однодиапазонного трансформатора напряжения на колечках 600НН потери мощности в трансформаторе можно снизить до 1.4% установив параллельно одной из обмоток конденсатор, без конденсатора потери в пределах 2.3 .... 5 %, в зависимости от частоты 1.8 ... 7 МГц.

  • #24

    вася (Воскресенье, 27 Декабрь 2015 13:55)

    Запорный дроссель - на кабель снижения для КВ антенн - индуктивность,- вот данные измерений - для изготовления

    Сделал опытные измерения - точным прибором- мостом , взял некоторую длину кабеля для измерений, с диаметром оплётки 10 мм, в моём случае РК - 75 (какой был кусок в наличии), в принципе, то же будет и с РК - 50.

    Длина= 2.8 метра

    Витки = 6 витков.

    Диаметр витков (средний -14 -15 см )

    Получил индуктивность = всего 6 мкГн -всей катушки. из 6 витков кабеля

    Надел на оплетку 1 кольцо из феррита 20 х 12 х 6 мм. (проницаемость 2500 измерил)-- получил прибавку сразу - 1.5 мкГн

    Надел 3 кольца вместе получил 4.5 мкГн прибавку.

    Выводы: 1 виток из кабеля даёт индуктивность всего 1 мкГн.

    1 кольцо - из феррита, надетого на кабель, даёт индуктивность 1.5 мкГн, лучше в 1.5 раза, чем виток из кабеля. Видимо -- проницаемость колечек-- нужно брать побольше 2000 - 3000.чем больше тем меньше колечек.

    1 трубка - от мониторного кабеля, - одета на кабель (если налезет) равносильно индуктивности приблизительно, 1.5 мкГн или 1 кольцу. ( и имеет проницаемость 460 -.500 ) измерил.

    Добавлю сюда измерения, на такой же ферритовой защёлке - как и мониторные трубки, - результат одинаковый то же, их индуктивность одетой на кабель снижения антенны = 1.5 мкГн одной защёлки. Видимо сделаны из одного материала. и (её проницаемость около 500 )

    Вот и делайте выводы сколько чего делать - и надевать на кабель, что б получить результат.
    10 трубок от монитора, одетые на кабель рядом (ниже по кабелю) с согласующим трансформатором --дадут 15 мкГн индуктивности.

    Или переведите на колечки по расчетам выше. 30 колечек = для 3.5 мГц = 45 мкГн

  • #25

    Андрей (Понедельник, 12 Сентябрь 2016 20:21)

    Стоит ли после дросселя с колечками сделать еще на конусе от телефизора сделать дроссель 5, 9 витков. Колечек у меня 50 штук.

  • #26

    Влад (Пятница, 16 Сентябрь 2016 14:01)

    не стоит и этого достаточно

  • #27

    RV9CX (Понедельник, 19 Сентябрь 2016 09:07)

    Влад, Вы даже проницаемости и материала колец Андрея не знаете и даже диапазона, а даете советы!

    Андрей, Вы вообще не дали никаких исходных данных для ответа на вопрос. Количество колец не говорит ровным счетом ни о чем.

  • #28

    Сергей (Воскресенье, 23 Октябрь 2016 10:45)

    Если на дельте 40 метрового диапазона будет применятся запорный дроссель расчитанный на 80ку то этот дроссель будет выполнять свою роль?

  • #29

    RV9CX (Воскресенье, 23 Октябрь 2016 10:49)

    Ну сколько информации дали, таков и ответ: в большинстве случаев будет.

  • #30

    Петя (Вторник, 31 Июль 2018 15:10)

    Если 12*8*5 применять колечки, то штук 80 нужно будет для 3,5MHz. А на большом кольце мотать витки кабелем, получится сликом громоздко. Так что наверное все таки лучше купить колечек и надеть на кабель

  • #31

    RV9CX (Вторник, 31 Июль 2018 15:19)

    Громоздко конечно. Недавно измерял: на кольце М2000НМ диаметром порядка 50мм вышло 4 витка достаточно для 80м. Но при кабеле RG-58 это можно вытерпеть.

  • #32

    Сергей (Пятница, 05 Октябрь 2018 00:57)

    А сколько витков надо на 7мгц, если кабель rg58, кольцо 1000 НН внешний диаметр 100мм?

  • #33

    RV9CX (Пятница, 05 Октябрь 2018 05:49)

    Витков 4-5 бы надо

  • #34

    Сергей (Вторник, 09 Октябрь 2018 00:47)

    Понятно.
    Намотка прямая или половина в противофазе?!

  • #35

    RV9CX (Вторник, 09 Октябрь 2018 07:01)

    В Вашем случае можно уместить в противофазе, если я правильно понял, о чем речь. Все это справедливо при симметричной антенне

  • #36

    Сергей (Четверг, 11 Октябрь 2018 02:17)

    Нет. Антенна GP на авто.

  • #37

    RV9CX (Четверг, 11 Октябрь 2018 17:56)

    Ну все хуже тогда. Еще и антенна подикана типа MFJ-1620, у которой воспаленной чувство симметрирования))))

  • #38

    Сергей (Воскресенье, 21 Октябрь 2018 00:25)

    Почти такая.
    А что не так с 1620? Она замечательно и без дросселя работает.
    Меня интересует 40-ка!
    Но уже склоняюсь к мысли сделать сам.

  • #39

    RV9CX (Воскресенье, 21 Октябрь 2018 06:14)

    В том и дело, что с хорошим дросселем она работать перестанет. Антенна хороша, цена невелика.

  • #40

    Сергей (Понедельник, 22 Октябрь 2018 19:12)

    Речь не про 1620, а про 1640!

  • #41

    RV9CX (Понедельник, 22 Октябрь 2018 19:15)

    Они одинаковые электрически.

  • #42

    Виктор (Понедельник, 26 Ноябрь 2018 21:09)

    У меня на снижении не симметричной наклонной антенны на диапазон 80м стоит три секции ферритовых колец по 10шт М3000НМ . Длина кабеля 7-8м. R вх на резонансной частоте 60ом . При работе на мощности 100W происходит сильный разогрев колец. Как изменить конструкцию снижения для устранения нагрева колец ?

  • #43

    RV9CX (Вторник, 27 Ноябрь 2018 03:43)

    Ну так про антенну-то подробней напишите? Из описания понятно, что слопер, но кабель что-то коротковат для такого слопера.

  • #44

    Виктор (Вторник, 27 Ноябрь 2018 09:04)

    В первом сообщении я не корректно описал антенну . Антенна конструкции VE3CGC, только вместо противовесов используется заземленное полотно металлического (металлические профильные трубы и проф настил ) забора. Длина забора 20 м. Само полотно антенны имеет форму буквы L. Измерение R вх производилось самодельным ВЧ мостом и прибором RigExpert AA . Показания совпали.

  • #45

    RV9CX (Вторник, 27 Ноябрь 2018 09:15)

    Что ж клещами-то ссылку вытягиваю? Понятия не имею, кто такой VE3CGC и о его творчестве. ССыль дайте, о чем говорим.

  • #46

    Виктор (Вторник, 27 Ноябрь 2018 14:55)

    Это ссылка https://r3rt.ru/%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0-bazooka/

  • #47

    RV9CX (Вторник, 27 Ноябрь 2018 15:03)

    Антенна капризная, скорее всего асимметрия такая, что ток на оплетке значительный. Феррит 3000НМ уже не справляется. Однако, Вы должны понимать, что для разогрева феррита необходима существенная мощность и остается догадываться, что же осталось в антенне.
    Если верить, что импеданс чисто активный и около 60 Ом, мое предположение похоже на правду. Для такой дикой асимметрии необходимо применять другую марку феррита типа 400НН. Однако обращаю внимание, что даже если импеданс измерялся прямо в точке питания без дополнительного кабеля, то при такой асимметрии и приборы могли врать. Не удивлюсь, если показания прибора сильно изменятся, когда Вы подключите один настроенный противовес ко всему этому колхозу, а это уже скажет о том, что текущая земля не работает. Ток в нее не течет. И куда ему течь?
    Подключите противовес и снова потрогайте феррит. Если он не будет греться в той же мере - вот Вам ответ.

  • #48

    Виктор (Вторник, 27 Ноябрь 2018 15:05)

    В моем случае полотно изогнуто на высоте 8 м,дальше горизонтальная часть. Запитка антены рядом с окном ( частное домостроение). В моих условиях:мало места , много шума эфира и QTH находится в низине. За счет такой конструкции, при низкой высоте подвеса достигнуто приличное Rвх на диапазоне 80м.

  • #49

    Виктор (Вторник, 27 Ноябрь 2018 15:08)

    Противовесов как таковых нет. Роль выполняет полотно заземленного забора. Измерения проводились на конце кабеля. В этом мой грех.

  • #50

    Виктор (Вторник, 27 Ноябрь 2018 15:10)

    Противовес расположить негде. Остается только резонансный противовес.

  • #51

    RV9CX (Вторник, 27 Ноябрь 2018 15:15)

    Так я ж говорю чисто для измерения, чтоб понять, в том ли направлении двигаться. Если уже никак, то лучше отключить все непонятное железо и оставить один кривой противовес.

  • #52

    Виктор (Вторник, 27 Ноябрь 2018 15:25)

    Будем бороться с неприятностями. Победа будет за нами. По весне планирую сделать 7 диапазонную конструкцию. Жизнь заставляет. Желаю успехов в.эфире.

  • #53

    RV9CX (Вторник, 27 Ноябрь 2018 15:35)

    Если мощность ватт 500, то сделайте хороший choke балун. Рядом в статье описаны более тяжелы способы борьбы. Если не справитесь с асимметрией, то это Ваш случай. Кольцо 400НН диаметром сантиметров 7, кабель RG-58 метра 3 и тогда может быть удастся побороть. Но антенна от этого лучше работать с такой землей не станет(