巴伦简介(第二部分)
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Pasternack博客

巴伦简介(第二部分)

巴伦性能指标

巴伦分为多种类型,微波射频设计中使用的巴伦类型取决于所需的带宽,工作频率以及该设计的物理结构。大多数巴伦内部通常含有两根相互绞合后缠绕于磁性或非磁性芯体上的绝缘铜线。

为特定应用确定巴伦种类时的关键规格参数包括:/strong>

  • > 频率覆盖范围
  • > 相位平衡度
  • > 幅度平衡度
  • > 共模抑制比
  • > 阻抗比/匝数比
  • > 插入损耗及回波损耗
  • > 平衡端口隔离度
  • > 直流/对地隔离度
  • > 群延迟平坦度

相位平衡度

巴伦的一项重要标准指标为其平衡性,即两个平衡输出(一个为反相180°输出,另一个为非反相输出)与“功率水平相等,相位相差180°”这一理想状态的接近程度。两个输出之间的相位角度差与180°的偏离程度称为巴伦的相位不平衡度。

幅度平衡度

该项指标由巴伦的结构和线路匹配程度决定,通常以dB为单位。幅度平衡是指输出功率的大小之间相匹配,两输出功率大小之间的差值称为幅度不平衡度,单位为dB。一般情况下,幅度平衡度每提高0.1dB,或相位平衡度每提高1°,则共模抑制比(CMRR)将提高0.1dB。

共模抑制比(CMRR)
当具有相同相位的两个相同信号注入巴伦的平衡端口时,可能会产生发射或接收两种不同的结果。CMRR是指该信号从平衡端口传输至不平衡端口的过程中所发生的衰减量,单位为dB。CMRR由此两信号的矢量相加结果决定,而该矢量相加结果进一步取决于巴伦的幅度平衡度和相位平衡度。

阻抗比/匝数比
不平衡阻抗与平衡阻抗之比通常以1:n表示。差分阻抗为平衡信号线路之间的阻抗,而且为信号线路对地阻抗的两倍。匝数比为磁通耦合巴伦变压器的一项参数,其表示该变压器初级绕组匝数与次级绕组匝数的比值。匝数比的平方等于阻抗比,比如当匝数比为1:2时,阻抗比为1:4。通过磁通耦合变压器,可设计出高阻抗比的巴伦。

插入损耗及回波损耗
差分插入损耗越低,共模回波损耗越高,则表示通过巴伦的插入信号功率越大,动态范围越宽,信号失真度越小。在无隔离的理想巴伦中,共模信号可以0dB的回波损耗完全反射,而差分信号则以-∞的回波损耗完整通过。

平衡端口隔离度
平衡端口隔离度是指从一个平衡端口至另一平衡端口的插入损耗,单位为dB。由于大部分巴伦将偶模反射而出,而非以电阻性负载对其进行适当端接,因此其平衡端口隔离度并不高。一种例外情形为180°混合电路,该电路将偶模输出至可以电阻方式端接的端口。