Video balun что это такое
Автор: Oto. Опубликовано в Измерения
Тема и идея не нова, в продаже таких готовых устройств полно
но все же решил поделиться опытом. Так как возможно, кому-то и пригодится.
Понять это можно например, вот по этим рисункам, взятых из интернета.
Ниже приведен пример, как данное устройство собрано.
По данной схеме было изготовлено несколько пар балунов.
В моем варианте были применены колечки из энергосберегающих лампочек ( проницаемость феррита в энергосберегайках, ориентировочно можно принять за 2000 НМ.)
Конечно если использовать ферриты из того что есть, перед изготовлением балуна, желательно отобрать. Возьмите одинаковые по размерам кольца. Намотайте на каждом кольце десять витков любого провода. Измерьте индуктивность. Выберите ферриты с самыми близкими по величине индуктивностями. Это будет наиболее подходящая «пара» для балуна. Дело в том, что в ферритовые кольца, собранные с различной оргтехники, от разных производителей и особенно китайского производства, могут иметь проницаемость, различающуюся в 10ки раз!
Трудно представить, как будет работать балун изготовленный Вами, у которого, феррит с одной стороны имеет проницаемость 100, а в другой 9999 …
Кто желает более серьезно подходить к этому вопросу, нет проблем на алиэкспресс этого добра достаточно
От процесса изготовления осталось только пара фоток.
Намотка производилась сразу двойным проводом.
С помощью транзистортестера, производился контроль получения нужной индуктивности 2.4mH.
Готовые две пары балунов.
Далее, можно сравнить результат.
Эксперимент проводился так, к DVR через свернутый в бухту провод UTP 4х2х0.50мм
100 метров, подключалась 2мп. (1080P) AHD камера.
Первое фото прямое подключение, второе фото – подключено через балун.
При подключении через балуны есть заметное улучшение изображения, результаты меня удовлетворили.
К данной схеме была сделана печатная плата.
Технические статьи
Видео балун или UTP балун представляет собой устройство, позволяющее транслировать стандартный видеосигнал по витым парам проводов. Используемый в паре на передающем и приемном концах видео линии из витой пары проводов, этот пассивный приемо-передатчик позволяет передавать видеосигнал на расстояния до 300 метров. Простота инсталляции и малая стоимость этого устройство, а также повсеместное распространение структурированных кабельных линий передач на основе кабеля UTP, обеспечили этому простому пассивному устройству широкое распространение в аналоговых системах видеонаблюдения.
Видео ролик демонстрирующий преимущества видео балунов от RD ALFA Микроэлектроника
Исходя из вышеописанного, видно что видео балун представляет собой двунаправленное пассивное устройство.
При подключении входов балуна к несимметричному источнику сигналов, а выходов его к симметричной линии передач, происходит преобразование несимметричного сигнала источника в симметричный сигнал в симметричной линии передач.
При включении балуна на конце передающей линии, т.е. при подключении выходов балуна к симметричной линии передач, а входов его к несимметричной нагрузке, происходит обратное преобразование симметричного сигнала линии в несимметричный сигнал в нагрузке на приемном конце линии.
Реальная же картина преобразования несимметричного входного сигнала в симметричный сигнал в линии в этой схеме происходит несколько иначе. Для уточнения принципа работы стандартного видео балуна, рассмотрим схему на рис.2а. На вход балуна подается положительный импульс напряжения сигнала, под воздействием которого на симметричных сопротивлениях нагрузки, подключенных к противоположным обмоткам дросселя, появляются импульсы выходных сигналов 2в. Как видно на рис.2в симметрия выходных сигналов соблюдается только при передаче фронтов импульсов, т.е. в области высоких частот. При передаче плоской части импульса, т.е. в области низких частот симметрия выходных сигналов в нагрузках практически отсутствует. На рис.3 приведены экспериментально снятые амплитудно-частотные характеристики широко используемых видео балунов типа TTPV111 фирмы SC&T и NV-214A фирмы NVT. Как видно из рис.3 в области низких частот от 100 Гц до 10 кГц устройства представляют собой несимметречные преобразователи видео сигнала, симметричное преобразование видео сигнала происходит только в области высоких частот, начиная с 10 кГц и до частот 5-10 МГц.
Вместе с полезными токами видеосигнала, направление которых противоположно в линиях передачи и которые называются противофазными, в реальной линии всегда присутствуют токи помех. Токи помех, наводимые в линиях передачи, протекают в одном направлении и называются синфазными рис.1. Способность видео балуна как устройства, установленного на приемном конце линии подавлять синфазный сигнал помехи определяется коэффициентом подавления синфазного сигнала CMR. Схема измерения коэффициента подавления синфазного сигнала показана на вкладке рис.4. Коэффициент подавления синфазного сигнала CMR имеет частотную зависимость, которая характеризует подавление синфазных сигналов в частотном диапазоне видеосигнала. Частотный диапазон подавляемых балуном синфазных сигналов напрямую связан с частотным диапазоном симметричного преобразования сигналов при помощи балуна.
В виду того что балун это двунаправленное пассивное устройство, симметрия преобразования в противофазный сигнал и подавление синфазного сигнала при обратном включении балуна в диапазоне частот это взаимосвязанные параметры. Отсутствие в стандартном балуне симметричного преобразования сигналов в области низких частот, однозначно определяет отсутствие подавления синфазных помех на этих же частотах. На рис.4 приведены частотные зависимости коэффициентов подавления синфазного сигнала видео балунов типа TTT111VP фирмы SC&T и NV-214A фирмы NVT. В области низких частот от 100 Гц до 10 кГц устройства плохо подавляют синфазную помеху, и только в области высоких частот, начиная с 10 кГц и до частот 5-10 мГц подавление синфазной помехи значительно улучшается.
Из-за плохой симметрии преобразования, на низких частотах, линия передачи на стандартных балунах практически вырождается из двухпроводной симметричной линии в простой проводник, передающий сигнал над эквипотенциальной поверхностью. Поэтому наиболее часто встречающиеся в длинных линиях передачи помехи, возникающие в линии из-за разности земляных потенциалов в точке передачи и в точке приема видео сигнала, так называемые “земляные петли”, этими устройствами практически не подавляются, поскольку напрямую суммируются с несимметричным видео сигналом. По этой причине использование стандартных балунов в системах видеонаблюдения с несколькими разнесенными видеокамерами часто приводит к появлению помех типа “земляных петель”.
Классическим примером возникновения такого рода помех является схема системы видеонаблюдения с использованием нескольких камер с DC питанием +12 В рис 5а. Для питания такой системы использован один центральный блок питания PSU. Передача видеосигналов и питания к камере происходит по одному UTP кабелю, по одной из пар проводов передается видеосигнал, по другой паре проводов на камеру подается питание +12 В. При использовании общего источника питания, по цепи, состоящей из общего для всех камер выходного сопротивление PSU через общую землю камера – передающий балун, в видео линию камеры Cam 2 проникает ток соседней камеры Cam1. Приемный стандартный балун не подавляет этот низкочастотный ток помехи и на изображении этой камеры появляется помеха в виде медленно плывущей горизонтальной полосы. Увеличение количества камер, подключаемых к центральному блоку питания PSU, еще более ухудшает ситуацию. Для решения проблемы помех приходится применять отдельные источники питания для каждой камеры рис 5в. Помехи сильно возрастают при использовании камер со встроенной инфракрасной подсветкой. Дополнительные токи питания подсветки приводят к дополнительным помехам. Простая и дешевая система превращается в дорогую и сложную и ненадежную систему.
В виду того, что как и стандартный балун, TWIST-P1 это двунаправленное пассивное устройство, симметрия преобразования в противофазный сигнал и подавление синфазного сигнала при обратном включении балуна в диапазоне частот это взаимосвязанные параметры. Хорошее симметричное преобразование сигналов в широкой области, включая низкие частоты, балуном TWIST-P1 однозначно определяет и подавления синфазных помех в широкой области частот, включая низкие частоты. На рис.4 приведены частотные зависимости коэффициента подавления синфазного сигнала видео балуна типа TWIST-P1 в сравнении со стандартными. В диапазоне видео частот от 50 Гц до 10 МГц устройство TWIST-P1 имеет практически постоянный коэффициент подавления синфазной помехи. В области низких частот от 100 Гц до 10 кГц подавление синфазных помех на два порядка лучше, чем у стандартных балунов. В зону хорошего подавления попадают наиболее распространенные помехи “земляных петель” и взаимные помехи от других видеосигналов, передаваемые по соседним витым парам.
Теперь если мы вернемся к примеру схемы системы видеонаблюдения с использованием нескольких камер с DC питанием +12 В рис.5с. Использование балунов типа TWIST-P1 для передачи видео сигналов и DC питания по одному UTP кабелю и применение централизованного источника питания, не вызовет проблем за счет возникновения помех типа “земляная петля”. Хорошее подавление помехи в низкочастотном диапазоне видео сигнала ( не менее чем в 100 раз) повысит качество вашей системы видеонаблюдения. Становится возможным даже использование 50 Гц переменного тока для питания камер с последующим выпрямлением и стабилизацией питающего напряжения непосредственно возле камер. Такой способ питания позволит автоматизировать компенсацию потерь напряжения в длинных проводах и обеспечить хорошую развязку камер между собою по цепям питания, без риска получить помеху при изменении тока потребления от включении инфракрасных прожекторов подсветки камер.
Применение широкополосных балунов TWIST-P1 значительно упрощает создание многокамерных систем видеонаблюдения с зоной действия до 300 метров, повышает в 10-ки раз помехозащищенность аналоговых систем видеонаблюдения в области низкочастотных помех.
Опции темы
Поиск по теме
Удобнее по напряжению.
Хотя бы тем, что к.з. по пост.току.
Статика не мучает.
«Буржуины» вроде и довольно понятно расписали об этом уже:
Ну если Вам все понятно,будьте добры и нам расскажите. Судя по открываемым темам и здесь и на QRZте народ в этом деле плавает. Что такое балун по напряжению более менее понятно,а вот что такое «правильный ТОКОВЫЙ балун» не совсем понятно. Под токовым балуном я встречаю сплошь и рядом В/Ч затычки дроссельного типа.
Токовым балуном может называться, как вы выразились, дроссель-затычка, т.е. простейшее симм. устройство без трансформации, в общем, дроссель из длинной линией (из кабеля или из сложенных проводов, цилиндрически намотанный на каркасе или с применением с феррита.
А так же токовым является балун из двух _отдельных_ длинных линий, которые могут быть соединены для к.тр. 1 к 1 или 1 к 4, в последнем варианте он обладает наилучшими качествами по «балунирования» и по частотным свойствам, в отличии от более простых балунов. Еще называют балун Гуанелла, видимо по фамилии изобретателя.
Тема: Балун: делаем сами
Обратные ссылки
Опции темы
Расскажите потом что будет с кольцами, а ещё лучше дома при мощности 1 кВт нагрузите на эквивалент.
К сожалению, эквивалента такой мощности нет. 1 кВт реально опасаюсь давать. Чтобы не спалить, реально планирую давать ватт 600-800.
Ставить планирую через месяц после отпуска.
Сечение балуна 3*2=6 кв.см.
Рано или поздно в жизни каждого радиолюбителя наступает момент, когда сопротивление антенны 200 Ом, а кабеля 50. Ну или 300 и 75. Короче, 1:4. Да еще и как правило с одной стороны симметричная линия, а со второй незабвенный коаксиал. В результате возникает необходимость ̶п̶л̶я̶с̶е̶к̶и̶ ̶с̶ ̶б̶у̶б̶н̶о̶м̶ ̶ симметрирования и согласования сопротивлений 1:4.
В общем рано или поздно приходится знакомится с тем, что такое симметрирующий трансформатор и куда его тыкать. Как ни крути, такое момент настал и у меня.
Сразу скажу, что во что-либо широкополосное, то есть работающее одинаково ̶х̶р̶е̶н̶о̶в̶о̶ в широкой полосе частот я не сильно верю, а точнее не верю вообще, ничего широкополосного работать хорошо не может в принципе.
В конкретном случае мне нужно было, чтобы балун неплохо работал на 3,5, отлично работал на 7, «как-то» работал на 14 и плохо работал (а желательно вообще не работал) выше.
Это сделано еще и с целью максимального уменьшения второй гармоники (после фильтров), которая в SO2R на 14-28 очень даже ничего чувствуется. Поэтому кольца взяты AMIDON T-520-2, а не какие-нибудь другие. Если бы проницаемость была 1000-2000, балун работал бы значительно в более широкой полосе, но в данном случае мне это совсем совсем не нужно, а даже наоборот.
Такой большой типоразмер взят еще и потому, что при меньшем необходимо очень внимательно следить за выходной мощностью передатчика. А я невнимательный лентяй 
И еще ̶Э̶т̶а̶ ̶х̶р̶е̶н̶ь̶ ̶ покрытие не горит и работает до температуры плавления алюминия. То есть абсолютно пожаробезопасно.
Собственно, кроме указанных выше нюансов, больше отличия от стандартного балуна 1:4 нет, витки намотаны с расчетом на работу на середину диапазона 40 метров, для этой конфигурации получилось 12.
Основа. Два кольца скреплены высокотемпературной изоляцией, можно было этого и не делать, но тогда неудобно мотать и есть риск повредить покрытие провода
Алюминиевая шина. С покрытием ТЭХО(МДО).
Приварка ушей аргоном для выхода 200 Ом.
Почти готово. Кабель и коннекторы пока такие для тестирования, будут заменены на рабочие
КСВ на нагрузке 200 Ом от 0 до 60 МГц
Опции темы
Поиск по теме
Удобнее по напряжению.
Хотя бы тем, что к.з. по пост.току.
Статика не мучает.
«Буржуины» вроде и довольно понятно расписали об этом уже:
Ну если Вам все понятно,будьте добры и нам расскажите. Судя по открываемым темам и здесь и на QRZте народ в этом деле плавает. Что такое балун по напряжению более менее понятно,а вот что такое «правильный ТОКОВЫЙ балун» не совсем понятно. Под токовым балуном я встречаю сплошь и рядом В/Ч затычки дроссельного типа.
Токовым балуном может называться, как вы выразились, дроссель-затычка, т.е. простейшее симм. устройство без трансформации, в общем, дроссель из длинной линией (из кабеля или из сложенных проводов, цилиндрически намотанный на каркасе или с применением с феррита.
А так же токовым является балун из двух _отдельных_ длинных линий, которые могут быть соединены для к.тр. 1 к 1 или 1 к 4, в последнем варианте он обладает наилучшими качествами по «балунирования» и по частотным свойствам, в отличии от более простых балунов. Еще называют балун Гуанелла, видимо по фамилии изобретателя.