Prinzip des Balun-Transformators

Prinzip des Balun-Transformators

Zusammenfassung:

Balun ist ein Gerät mit drei Anschlüssen oder ein Breitband-Spannungsübertragungsgerät, das die Verbindung zwischen symmetrischer Übertragungsleitung und UN-symmetrischer Übertragungsleitungsschaltung durch Umwandeln eines angepassten Eingangs in einen differentiellen Ausgang herstellt. Gerät. Die Funktion von Barron besteht darin, das System von einer anderen Impedanz zu unterscheiden oder mit differentieller / single-ended Signalisierung kompatibel zu sein und in modernen Kommunikationssystemen wie Mobiltelefonen und Datenübertragungsnetzen verwendet zu werden.

Funktion:

Baron hat die folgenden drei Grundfunktionen:

1. Wandeln Sie den Strom oder die Spannung von unsymmetrisch in symmetrisch um

2. Gleichtaktstromunterdrückung durch einige Konstruktionen

3. Impedanzwandlung durch einige Strukturen (Impedanzverhältnis ist nicht gleich 1: 1)

Balun ist in viele Typen unterteilt, von denen einige für die Impedanzwandlung verwendet werden und einige für die Verbindung von Übertragungsleitungen mit unterschiedlicher Impedanz. Impedanzkonvertierung Balun kann Impedanzanpassung, DC-Isolation und Anpassung des Balanceanschlusses an den einzelnen Port realisieren.
Die Gleichtaktdrossel ist in gewissem Sinne auch eine Art Baron, da sie Gleichtaktsignale eliminieren kann. Barron wird in Gegentaktverstärkern, Breitbandantennen, symmetrischen Mischern, symmetrischen Multiplizierern und Modulatoren, Phasenschiebern und in jedem Schaltungsdesign verwendet, das eine gleiche Sendeamplitude und eine Phasendifferenz von 180 Grad zwischen zwei Leitungen erfordert.

Zweck:

Die üblichste Anwendung von Barron ist die Verbindung von asymmetrischen Signalen mit einer symmetrischen Übertragungsleitung für die Übertragung über große Entfernungen. Im Vergleich zu Single-Ended-Signalen mit Koaxialkabel ist die differentielle Signalisierung mit symmetrischen Übertragungsleitungen weniger durch Rauschen und Übersprechen beeinträchtigt, sie kann eine niedrigere Spannung verwenden und ist kostengünstiger. Daher kann Barron als Schnittstelle zwischen lokalen Video-, Audio- und Digitalsignalen und Fernübertragungsleitungen verwendet werden. Baluns Anwendungen umfassen:

- Radio und Basisband-Video

- Radar, Sender, Satellit

Telefonnetzwerk, WLAN-Modem / Router

Prinzip

Barons ideale S-Parameter lauten wie folgt:

S12 = S13 = S21 = S31

S11 = - unendlich

Die zwei Ausgänge von Balun sind gleich groß und entgegengesetzt in der Phase:

Im Frequenzbereich bedeutet dies eine Phasenverschiebung von 180 Grad zwischen den beiden Ausgängen.

Im Zeitbereich bedeutet dies, dass die Spannung eines symmetrischen Ausgangs gegenüber der eines anderen symmetrischen Ausgangs negativ ist.

Außerdem muss ein Leiter der beiden Leitungen eindeutig geerdet sein.

Eine Ausgleichsschaltung besteht beispielsweise aus Leitern mit gleichem Potential und entgegengesetzter Phase. Da Mikrostreifen- und Koaxialkabel unterschiedliche Leiter unterschiedlicher Größe haben, können sie als unsymmetrische Leitungen bezeichnet werden. Das Design von Balun zielt darauf ab, das durch solche unsymmetrischen Leitungen verursachte Problem zu lösen. Balun kann zwischen der symmetrischen (oder differentiellen) Übertragungsleitung, in der der Strom gegenphasig übertragen wird, und der unsymmetrischen (oder unsymmetrischen) Übertragungsleitung, in der der Rückstrom fließt, wechseln wird unterirdisch übertragen.

Bei einem Koaxialkabel ist das elektrische Feld, das durch den Strom innerhalb des Innenleiters und der Abschirmschicht erzeugt wird, auf den Raum zwischen ihnen beschränkt, so dass die beiden Ströme dieselbe Amplitude und entgegengesetzte Phase haben. Gleichzeitig bewirkt der Skin-Effekt, dass ein anderer Strom außerhalb der Abschirmschicht erzeugt wird. Wenn der Strom groß ist, kann das Koaxialkabel als Zuleitung zu einer Antenne gemacht werden, und die Strahlungsintensität ist proportional zum Strom. Da das Koaxialkabel eine symmetrische physikalische Struktur hat und die Schaltung an ihren beiden inneren Leitern die gleiche Amplitude und entgegengesetzte Phase aufweist, ist die von ihrer inneren Struktur selbst erzeugte Strahlung sehr klein. Einige Faktoren können jedoch das Stromgleichgewicht in den beiden Leitern zerstören (dh den Zustand "gleicher Amplitude, entgegengesetzte Phase") zerstören. In diesem Fall erzeugt der innere Teil des Speisers ebenso wie der äußere Teil der Abschirmung eine starke elektromagnetische Strahlung. Dieses Ungleichgewicht führt zu Verzerrungen, Interferenzen und zum Verlust des Musters.

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