電路中的阻抗失配會導致能量反射回電源,從而減少了可用于負載的電量,并可能損壞電源。將電源的輸出阻抗與電源的輸入阻抗與電負載的輸入阻抗相匹配,可使反射能量最大化電源,并優化電路效率。
對稱的平衡線具有兩個導體,它們的相反(差分)方向的電流相等。雙絞線電纜是平衡線電纜的示例。不對稱的不平衡(差分)方向。雙絞線電纜和帶狀電纜是平衡線電纜的示例。非對稱非平衡(單端)線的一根導體接地,例如同軸電纜。
當要將平衡電源與不平衡負載隔離時,阻抗匹配變壓器稱為平衡不平衡變壓器。如果負載的阻抗與源阻抗匹配,則不需要阻抗匹配,并且平衡-不平衡轉換器具有1:1的阻抗比。當負載阻抗以1:N阻抗比與源不匹配時,就需要使用1:N阻抗比的變壓器。
阻抗不匹配電路的經典示例是一根天線的300Ω帶狀電纜(平衡),該天線連接到75Ω同軸(非平衡)接收器輸入。如果沒有平衡-不平衡轉換器使負載的阻抗與源阻抗匹配,能量就會從天線的較低功率輸入信號反射回去,從而為接收器提供減小的信號。
300Ω至75Ω巴倫
平衡-不平衡轉換器提供180°的相移和理想的平衡阻抗。線繞寬帶RF變壓器可提供出色的寬帶巴倫,提供兩條90°的定相線以產生180°的偏移。Balun與天線,混頻器和推挽放大器一起使用,以創建正確的相位關系并匹配阻抗。線繞射頻變壓器通常在推挽放大器應用中使用,頻率范圍為幾kHz至2 GHz左右。替代構造可以包括用于偏置或接地的中心抽頭。
中心攻入Ruthroff Balun
Ruthroff型巴倫提供隔離以及阻抗匹配。如果不需要隔離,當連接為Guanella(傳輸線)變壓器時,帶寬可以擴展到高達3.5 GHz的頻率。
1:1 Guanella Balun
簡單的Balun連接示例
將200Ω平衡天線連接到50Ω不平衡(同軸)電纜時,請將高阻抗(200Ω)平衡天線連接到變壓器的高阻抗側,將低阻抗(50Ω)不平衡端連接到低阻抗變壓器的側面。該連接降低了天線的高阻抗,以匹配50Ω電纜。
200Ω至50Ω巴倫
高頻窄帶巴倫
對于不需要隔離的高頻窄帶應用,可以實現集總元件設計。緊密公差的表面貼裝芯片電感器和電容器的可用性使生產中的變化最小。設計人員可以使用電路仿真來優化元件值,以使用LC組件實現所需的阻抗匹配網絡。可以使用在線計算器來估算初始設計值。在GHz頻率下,包含寄生元件的精確電感器模型對于接近基于現實的設計是必不可少的。Coilcraft的空心電感和片式電感器模型是基于測量的,以提供對您的LC不平衡變壓器或匹配網絡的準確仿真。
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