Autore Topic: schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.  (Letto 4815 volte)

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Offline Wilson

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schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« il: Aprile 07, 2015, 08:00:02 am »
Salve!
Iniziamo a testare la pazienza dei più preparati  ;D
È ormai un anno che mi diletto in costruzione e sperimentazione di antenne verticali HF multibanda e ho letto di tutto e di più sull'argomento.
Ho realizzato una scatola d'alimentazione dei vari sistemi d'antenna costituita da un trasformatore 4:1 e un balun choke su toroide.
Ora, il dubbio che da un po' mi frulla in testa è il seguente:
Cosa cambia, se cambia, se si inverte l'ordine di trasformatore e balun?
Seguendo gli schemi trovati on line io ho messo prima il trasformatore e poi il balun (partendo dal radiatore).
E se invertissi le cose?
Voi cosa dite?

Offline calindro

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #1 il: Aprile 07, 2015, 02:41:20 pm »
Salve!
Iniziamo a testare la pazienza dei più preparati  ;D
È ormai un anno che mi diletto in costruzione e sperimentazione di antenne verticali HF multibanda e ho letto di tutto e di più sull'argomento.
Ho realizzato una scatola d'alimentazione dei vari sistemi d'antenna costituita da un trasformatore 4:1 e un balun choke su toroide.
Ora, il dubbio che da un po' mi frulla in testa è il seguente:
Cosa cambia, se cambia, se si inverte l'ordine di trasformatore e balun?
Seguendo gli schemi trovati on line io ho messo prima il trasformatore e poi il balun (partendo dal radiatore).
E se invertissi le cose?
Voi cosa dite?
Spiegati piu' chiaramente,,si inverte in che senso ? radiatore con radiali??

Offline calindro

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #2 il: Aprile 07, 2015, 03:31:41 pm »
Salve!
Iniziamo a testare la pazienza dei più preparati  ;D
È ormai un anno che mi diletto in costruzione e sperimentazione di antenne verticali HF multibanda e ho letto di tutto e di più sull'argomento.
Ho realizzato una scatola d'alimentazione dei vari sistemi d'antenna costituita da un trasformatore 4:1 e un balun choke su toroide.
Ora, il dubbio che da un po' mi frulla in testa è il seguente:
Cosa cambia, se cambia, se si inverte l'ordine di trasformatore e balun?
Seguendo gli schemi trovati on line io ho messo prima il trasformatore e poi il balun (partendo dal radiatore).
E se invertissi le cose?
Voi cosa dite?
Leggiti questo post aperto da me, sicuramente soddisfa i tuoi dubbi!!

http://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=50270.0

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Offline Wilson

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #3 il: Aprile 07, 2015, 03:33:36 pm »
No, non in quel senso.
Io mi sto chiedendo cosa possa comportare mettere il choke prima del trasformatore, sempre intendendo il verso dal radiatore.
Non so se mi sono spiegato meglio.

Offline Wilson

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #4 il: Aprile 07, 2015, 03:35:13 pm »
Leggiti questo post aperto da me, sicuramente soddisfa i tuoi dubbi!!

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Scusa Calindro, ma su quel forum io non ci vado......  ;)

Offline calindro

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #5 il: Aprile 07, 2015, 03:38:04 pm »
Leggiti questo post aperto da me, sicuramente soddisfa i tuoi dubbi!!

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Scusa Calindro, ma su quel forum io non ci vado......  ;)
Manco a leggere!!!!  ;-) OK copio e incollo

Offline calindro

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #6 il: Aprile 07, 2015, 03:44:13 pm »
ECCO qui ....

Se alimentassi una qualunque antenna al contrario funzionerebbe ugualmente?

La domanda nasce dal fatto che il segnale generato da una radio si dovrebbe potere considerare una corrente alternata di una data frequenza.
Per cui la tensione scorre alternativamente sia nella calza che nel punto caldo.
Quindi elettricamente non dovrebbero esserci differenze tra i due conduttori .

Per cui potrei alimentare l'antenna in maniera indifferente, eppure sulla Jpole viene specificato che il punto caldo va sul braccio lungo.....


PERCHè ????


Ciao Calindro.

Le antenne funzionano tutte allo stesso modo indipendentemente dal verso in cui sono alimentate. Naturalmente bisogna capire esattamente cosa è parte dell'antenna.
Se ad esempio la calza è in qualche modo parte dell'antenna, allora sì, va collegata al punto giusto.
Per esempio le J-pole gradiscono un allungamento della forma sul lato lungo e non su quello corto (infatti possono essere cortocircuitate al palo di sostegno).
Se il coassiale invece è completamente isolato tramite un choke ben performante e si trova in una posizione da non essere interessato dal campo dell'antenna (cioè non è soggetto a correnti di modo comune), allora un lato vale l'altro.

Ciaoo
Davide

pol
La spiegazione mi ha convinto però la GP è sbilanciata, solo nel caso (teorico) di radiali a 180° degenera in dipolo verticale.

Ciao Pol.

Il termine "sbilanciato" ha varie accezioni che giustificherebbero tranquillamente l'uso di termini diversi (ingenerando molta meno confusione).

a correnti sbilanciate - Si parla di "sbilanciato" quando la forma e/o il posizionamento dell'antenna fa in modo che i due rami della linea si trovino di fronte a impedenze disuniformi, provocando di conseguenza correnti non perfettamente controfase sulla linea.

ad effetto marconiano - In altri casi, si usa il termine "sbilanciato" per intentere antenne che usano la terra come parte dell'antenna (antenna marconiana).

La GP viene spesso confusa con le antenne marconiane ma non è così. Un monopolo a terra usa la terra stessa come "specchio" per ottenere un'antenna immagine. In tal caso le correnti di mezza antenna scorrono nella terra.
Un monopolo con radiali a terra o leggermente sollevati usa lo stesso principio: i radiali sono solo un percorso facilitato che si inerfaccia con la terra per contatto o per effetto capacitivo. Che ci sia il picchetto a terra, i radiali posati a terra, la rete per polli o radiali un po' distanziati (effetto capacitivo), la corrente di mezza antenna scorre nel terreno (con più o meno efficienza).
Una GP, invece, è molto alta ed i suoi radiali non hanno alcuna interazione con il terreno. Essi riproducono l'effetto "antenna immagine", ma non utilizzando la terra. In altre parole, le correnti della GP non scorrono nella terra, ma solo nei radiali (oltre che, ovviamente, nel monopolo).
Da questo punto di vista, la GP è bilanciata.

Se invece pensiamo allo sbilanciamento delle correnti, possiamo facilmente vedere come si comporta una GP misurando le correnti di modo comune che si formano sulla linea coassiale che la alimenta. I radiali formano un percorso per le correnti più o meno equivalente come impedenza a quello del monopolo verticale; inoltre, la presenza di tre/quattro radiali risonanti fornisce molti percorsi alle correnti relative, che troveranno più comodo dividersi tra di loro e non invece percorrere la calza esterna del coassiale. In pratica, le correnti che arrivano ai radiali si dividono tra N radiali ultra-accoglienti (risonanti) e una calza di lunghezza qualunque e quindi probabilmente piuttosto reattiva: è chiaro che la quasi totalità delle correnti vada a scorrere sui radiali.
Infatti le GP si fanno normalmente senza balun perché le correnti di modo comune sulla linea sono molto basse.
Anche in questa accezione, la GP è un'antenna piuttosto ben bilanciata.

Ritengo però che in questo caso, invertendo la connessione (cioè collegando il centrale ai radiali e la calza al monopolo), verrebbe meno l'effetto che i radiali multipli hanno di dividere tra di loro il totale delle correnti, causando quindi maggior correnti di modo comune sulla calza del coassiale. Cioè le correnti dovrebbero dividersi tra un solo percorso (il monopolo) e la calza. Sicuramente il monopolo risonante sarebbe una via migliore della calza probabilmente reattiva, ma avendo un solo elemento, l'effetto sarebbe meno marcato che quello ottenuto da tanti radiali.
Con un buon choke, la GP funzionerebbe identicamente collegando il centrale ai radiali e la calza la monopolo verticale.

Ciaoo
Davide


 
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Re:Domanda senZa senso ma curiosa!!! Richiede personale esperto!!!
« Risposta #9 il: Novembre 26, 2013, 09:55:55 pm »
Citazione
Citazione da: martyn - Novembre 26, 2013, 09:11:30 pm
Secondo me, e questo è il mio parere, non è che il segnale "scorra" propriamente nella calza e nel polo caldo, diciamo che ad essa è riferito (alla calza, che di solito ha potenziale GND o zero) . L'onda che si muove nel "polo caldo" assume, nei vari istanti, determinati

Ciao Martyn.

In realtà il segnale "scorre" proprio all'interno della linea di trasmissione.
All'interno di una linea di trasmissione la potenza si propaga grazie alla creazione di un campo elettrico variabile, che induce un campo magnetico variabile, che a sua volta induce un altro campo elettrico e via dicendo fino al raggiungimento del carico.
Questi campi inducono delle correnti alternate che scorrono all'interno della calza e sulla superfice esterna del polo centrale.
Prendendo un punto a distanza qualunque dall'origine in un coassiale, vedremo che la corrente che vi scorre sulla faccia interna del coassiale è esattamente della stessa intensità di quella che scorre sulla faccia esterna del polo centrale, ma di fase esattamente opposta.
In ogni punto ci sarà una differenza di potenziale tra la calza interna e il centrale che dipenderà dalla relativa corrente in virtù dell'impedenza caratteristica della linea e dalla potenza trasportata.

Il fatto che la differenza di potenziale tra uno di questi conduttori e la terra sia sempre 0 non ha alcuna importanza se gli elementi ad essi collegati non interagiscono con essa.
Ad esempio, una ground plane non interagisce nel suo near-field con la terra: pertanto, che la DDP tra i radiali sia 0 o qualunque altra cosa, non conta niente. Che conta è la differenza di potenziale tra il feedpoint dei radiali e quello del monopolo: è quella e solo quella che determina le correnti che vi scorrono.
Infatti, le due parti (radiali e monopolo) sono "cortocircuitate" dal campo elettromagnetico irradiato, che è l'elemento che completa il circuito e fa sì che la corrente possa scorrere.
Pertanto, che i radiali siano alimentati con una DDP con la terra sempre a 0 o con altro, poco cambia perché la terra non è parte del circuito.

Se invece alimentassi un'antenna marconiana (cioè che usa la terra come semiantenna) usando il coassiale al contrario, allora sì che ci sarebbe differenza.
Infatti, il polo centrale andrebbe ad alimentare la terra senza aumentarne il potenziale (la terra "perfetta" ha sempre potenziale zero anche se tento di applicarle una DDP).
Nel contempo, il monopolo, alimentato con la calza, si troverebbe sempre a DDP 0 con al terra (la calza è a 0V rispetto la terra), cioè con l'altra metà dell'antenna.
Non essendoci DDP tra i due punti di alimentazione dell'antenna, non vi scorrerebbe corrente e l'antenna non funzionerebbe.
Naturalmente la terra reale è enormemente diversa da quella ideale e le cose cambierebbero molto, ma il concetto di base è questo.

Ciaoo
Davide


Citazione da: calindro - Novembre 27, 2013, 10:21:16 am
Quindi secondo tutte quasi elucubrazioni mentali mie , non capisco come abbia un senso collegare il conduttore A piuttosto del B...perchè tanto quello che passa nel conduttore A un milionesimo di secondo dopo passa nel B.
Che mi sono perso ??? qual'è la chiave di volta che non conosco che mi farebbe capire la situazione.

Il tuo ragionamento è corretto al 100%.
Infatti all'antenna interessa solo la differenza di potenziale che si forma tra i due conduttori A e B collegati al suo punto di alimentazione.
Questa tensione è alternata e quindi non c'è differenza tra i due conduttori. Fin qui ci siamo.

Però in alcuni casi delle asimmetrie di tipo elettrico o di tipo potenziale entrano in gioco.

ASIMMETRIE ELETTRICHE
Come sai, il coassiale è costituito da tre e non due conduttori. Il terzo conduttore è la superficie esterna della calza.
Certe antenne usano quel conduttore come parte dell'antenna stessa: in tal caso devi collegare la calza dalla parte giusta non per le correnti che trasporta, ma per il fatto che funge anche da terzo conduttore.
Ad esempio, le varie canne da pesca usano la calza come fosse un filo di contrappeso: ovviamente devi collegarla dove ci andrebbe il contrappeso e non sull'elemento verticale.

Prendiamo come ulteriore esempio la J-Pole. Se vedi come sono fatte, hanno un elemento lungo a piacere (la parte lunga della J) e un elemento calcolato corto messo in un punto preciso. Dico che la parte lunga è "lunga a piacere" perché la J-pole può essere cortocicuitata con il palo alla sua base: cioè, tutto quello che sta sotto la parte lunga della J-pole non conta.

Vedi la parte che dice "qualsiasi lunghezza"?


Se tu colleghi la calza a sinistra (sull'elemento corto) è come se collegassi a quell'elemento un altro filo lungo come il coassiale: infatti il famoso "terzo conduttore" del coassiale agirebbe in quel modo.
Se invece lo collegassi a sinistra, continuerebbe ad agire in quel modo ma lo farebbe in un punto in cui la lunghezza dell'eventuale conduttore ivi collegato non importa.
Quindi, anche in questo caso, non ha alcuna importanza la corrente che viene trasportata dal coassiale, ma esclusivamente il fatto che la calza ha un "terzo conduttore" che viene usato (a proposito o a sproposito) dall'antenna.

ASIMMETRIE DI POTENZIALE
Nel caso delle antenne marconiane, abbiamo delle antenne che sono composte per metà da un conduttore messo da noi (di solito uno verticale) e per l'altra metà usano la Terra. In pratica la Terra è l'altra mezza antenna.
Anche in questo caso quello che conta è la differenza di potenziale che si sviluppa tra i due elementi dell'antenna, cioè tra la terra e l'elemento verticale.

Le radio normalmente messe a terra lavorano avendo lo chassis e la calza del coassiale già cortocircuitate con la terra.
Quindi se tu per sbaglio dal lato antenna colleghi il centrale a terra e non al radiatore verticale, hai chiuso il circuito senza passare dall'antenna, che non trasmetterà nulla.

Nota che questo non si applica alle GP, perché il cosidetto "piano di Terra" costituito dai radiali non è la Terra e non è già collegato per altre vie alla radio. Si chiama "piano di terra" solamente perché simula l'effetto riflettente che ha la terra vera nelle antenne marconiane.

Molta confusione è ingenerata da questo continuo riutilizzo degli stessi termini (massa, Terra, bilanciato, sbilanciato, ...) che in realtà hanno significati completamente diversi in base ai vari utilizzi.

Ciaoo
Davide


Citazione da: calindro - Novembre 27, 2013, 10:43:24 pm
Allora riassumo in una canna da pesca SENZA BALUN, il monopolo è un elemento, mentre la calza costituisce per "cosi dire" il radiale. Se invece invertissi l'alimentazione il punto caldo centrale non potrebbe svolgere questa funzione in quanto schermato dalla calza..giusto.????
Quindi l'antenna non avrebbe un valido punto di riferimento elettrico per il cui tramite sviluppare un campo elettrico /magnetico per cui avremmo un'impedenza altissima, teoricamente infinita.

Allora, ho condotto or ora questo esperimento.
Ho preso un radiatore verticale d'alluminio lungo 8m che da tempo è disteso sul mio terrazzo in attesa di diventare un'antenna da decidersi e l'ho messo nel porta ombrelloni.
Quindi utilizzando un coassiale lungo circa 25m ho fatto questo collegamento:



In pochi secondi si può alimentare il radiatore verticale con il centrale o con la calza. Ho fatto l'esperimento in 40m, dove la rilevanza del radiale è massima dato che 8m sono 1/4 d'onda scarso.
I risultati sono:
si accorda perfettamente in entrambi i casi (e tra l'altro quasi con lo stesso accordo);
se collego il centrale al radiatore verticale, ricevo molte stazioni;
se collego la calza al radiatore, pur essendo accordato con ROS 1 perfetto, la banda è totalmente vuota;

Questo dimostra che nell'ultimo caso, l'unico punto in cui il circuito dell'RF può chiudersi è il piccolo tratto da due centimetri di centrale scoperto, troppo corto perché abbia una R significativa.

Già che c'ero ho confrontato la verticale da 8m + 25m di coassiale/radiale con il dipolo a V invertita da 40m di lunghezza.
Entrambe le antenne sono sul medesimo tetto e la stazione radio è una stanza solitaria al centro del tetto, quindi i cavi non passano nei muri ne altro. Entrano solamente per quel metro che c'è tra l'esterno e la radio.

Ecco il risultato (il dipolo è ANT-1, la verticale ANT-2):


Citazione da: calindro - Novembre 27, 2013, 10:43:24 pm
In un antenna marconiana invece siccome la radio è messa a terra se invertissi l'alimentazione farei un corto circuito con ovvie conseguenze.
Per assurdo se mettessi a terra il punto caldo anzichè la massa  potrei invertire l'alimentazione perchè cosi l'elemento radiante troverebbe comunque il suo contrapposto.

Sì, se mettessi a terra il punto "caldo" ed invertissi il collegamento, funzionerebbe allo stesso modo (sempre non considerando l'effetto radiale della calza).

Citazione da: calindro - Novembre 27, 2013, 10:43:24 pm
In ultimo ( che bugiardo....continuero' indefesso le mie domande ;-)  )  le tue conoscenze cosi approfondite sulle antenne ( sicuramente su molto altro ma queste le vedo...) da dove vengono.???

Non  sicuramente dai testi standard per diventare radioamatore, diplomi o lauree tecniche generiche, generalmente non si soffermano cosi tanto sulle antenne.. quindi ??

In realtà queste informazioni vengono dalla marea di dati che si trovano su tutti i testi che parlano d'antenne, dai forum, dai siti internet e dagli esperimenti che ogni tanto conduco.
L'unica farina del mio sacco è la sintesi di tutto ciò, che viene da un lungo lavoro di inferenza. L'inferenza è quella capacità che il nostro cervello ha di arrivare a conclusioni nuove partendo da informazioni assodate e da queste continuare ad evolvere la sua conoscenza. Einstein grazie ad un incredibile lavoro di inferenza è partito da Newton ed è arrivato alla teoria della gravitazione universale senza mai nemmeno condurre un esperimento (i primi esperimenti furono condotti dopo la sua esposizione delle teorie).
Io, che purtroppo non sono Einstein, mi limito a ragionare per capire anch'io come funzionano alcuni aspetti delle antenne che mi interessano moltissimo, concetti che sono già stati capiti e stra-capiti da generazioni di tecnici e radioamatori prima di noi.
Purtroppo una grande dose di pressapochismo e di approcci molto praticoni e poco scientifici portano alla diffusione di maree di informazioni imprecise o del tutto errate, tra miti e leggende, e quindi è sempre una sfida districarsi tra tutto ciò.

Ciaoo
Davide



« Ultima modifica: Aprile 07, 2015, 03:46:21 pm da calindroboss »

Offline Wilson

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #7 il: Aprile 07, 2015, 04:12:46 pm »
Ok grazie.
Però quanto sopra non risponde esattamente alla mia domanda.
Io non parlo di invertire la polarità dell'alimentazione, bensì di scambiare di posto al trasformatore con il balun choke.
E il dubbio è riferito al blocco delle correnti in modo comune che scorrerebbero sul cavo coassiale nel caso il choke non ci fosse.
Che fine fanno quando vengono bloccate? Tornano veso il 4:1 per poi disperderi verso terra e i radiali?
Se è così, non influenzano il funzionamento del 4:1, che verrebbe attraversato dalle correnti sia in un senso che nel senso opposto?
Se mettessi il choke prima del 4:1 si eviterebbe questa corrente di ritorno sul trasformatore, che lavorerebbe a valle del blocco.
Ma allora perchè tutti gli schemi che ho visto riportano in ordine prima il trasformatore e poi il balun?
Forse ora sono stato più chiaro.

Offline calindro

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #8 il: Aprile 07, 2015, 05:58:23 pm »
Ok grazie.
Però quanto sopra non risponde esattamente alla mia domanda.
Io non parlo di invertire la polarità dell'alimentazione, bensì di scambiare di posto al trasformatore con il balun choke.
E il dubbio è riferito al blocco delle correnti in modo comune che scorrerebbero sul cavo coassiale nel caso il choke non ci fosse.
Che fine fanno quando vengono bloccate? Tornano veso il 4:1 per poi disperderi verso terra e i radiali?
Credo che vengano  dissipate in calore per effetto joule. L'induttanza serve infatti ad avere un resistenza  molto elevata sulle correnti alternate.
Citazione
Se è così, non influenzano il funzionamento del 4:1, che verrebbe attraversato dalle correnti sia in un senso che nel senso opposto?
Ma le correnti di modo comune non hanno bisogno del terzo conduttore per camminare ? DEntro un trasformatore di impedenza non ci sono conduttori liberi!
Citazione
Se mettessi il choke prima del 4:1 si eviterebbe questa corrente di ritorno sul trasformatore, che lavorerebbe a valle del blocco.
Ma allora perchè tutti gli schemi che ho visto riportano in ordine prima il trasformatore e poi il balun?
POtrebbe funzionare ma il trasformatore  di impedenza è parte intergrante dell'antenna ed è un balun in tensione .
Il choke è un balun in corrente. Credo che sia una cosa in piu che si metta. Penso che con un balun in tensione ( con annesso trasformatore d'impedenza) il choke si possa anche non usare.
In realtà il choke prima del balun in tensione protegge anche dall'induzionedel campo magnetico generato da balun.
Infatti il primario del balun genera un campo EM che viene captato dal secondario ...ma quel campo non va solo li..genera un ampo spuria li intorno che potrebbe comodamente accoppiarsi con coassiale nel famoso terzo braccio. Il choke ci viene in aiuto!
 Comunque manda a Davj2500 una mail  lui è fortissimo su queste cose!
« Ultima modifica: Aprile 07, 2015, 06:06:11 pm da calindroboss »

Offline Battilio

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Re:schema trasformatore + balun choke per canna da pesca.
« Risposta #9 il: Aprile 08, 2015, 10:12:41 am »
Ok grazie.
Però quanto sopra non risponde esattamente alla mia domanda.
Io non parlo di invertire la polarità dell'alimentazione, bensì di scambiare di posto al trasformatore con il balun choke.
E il dubbio è riferito al blocco delle correnti in modo comune che scorrerebbero sul cavo coassiale nel caso il choke non ci fosse.
Che fine fanno quando vengono bloccate? Tornano veso il 4:1 per poi disperderi verso terra e i radiali?
Se è così, non influenzano il funzionamento del 4:1, che verrebbe attraversato dalle correnti sia in un senso che nel senso opposto?
Se mettessi il choke prima del 4:1 si eviterebbe questa corrente di ritorno sul trasformatore, che lavorerebbe a valle del blocco.
Ma allora perchè tutti gli schemi che ho visto riportano in ordine prima il trasformatore e poi il balun?
Forse ora sono stato più chiaro.
Se usi un balun hai già un blocco (piuttosto buono) delle correnti in modo comune, la dicitura BALanced UNbalanced ha un suo perchè!
Spesso si fa un uso impropio delle parole, su RK è pieno di gente che dice solo perchè ha vendemmiato qualche termine a destra e manca.
I trasformatori d'impedenza, a parte il loro rapporto utilizzato per la nostra antenna di turno possono essere degli UNUN o dei BALUN a seconda dei collegamenti...avremmo quindi un UNbalanced UNbalanced con vari rapporti che non blocca alcuna corrente in modo comune, mentre un BALanced UNbalanced oltre a trasformare blocca anche le correnti...Il discorso che tu fai, cioè quello di invertire balun e rf coke, dovrebbe sortire gli stessi effetti che sortirebbero da una moltiplicazione, invertendo i fattori il risultato...
Non ho mai fatto prove di questo genere, quindi la mia è una deduzione logica, varrebbe la pena di provare e vedere i risultati.