巴伦射频(射频巴伦的用途)

导语：射频硬件专题——巴伦电路

射频硬件专题——巴伦电路

概述：

巴伦 （英语为"balun"，由balanced（平衡）"的前三个字母"bal"与"unbalanced（不平衡）"的两个字母"un"组合而成）为一种三端口器件或电路.

作用：

1. 将电流或电压从不平衡转换至平衡

2. 通过某些构造进行共模电流抑制

3. 通过某些构造进行阻抗转换（阻抗比不等于1:1）

射频电路需要巴伦的原因？

差分电路具有高增益、抗电磁干扰、抗电源噪声、抗地噪声能力很高、抑制偶次谐波等优点。在RF电路和低频电路中，将单端电路通过巴伦电路转换为差分电路提高射频信号的抗干扰能力。

balun的作用

单端转差分

（理想情况：两路输出信号特性阻抗相同，之间有180度的相位差，巴伦的插损为0dB）

差分转单端

balun电路结构

上图中：U01=（U1/jwC）/（1/jwC+jwL）=U1/（1-wL×wC）

U02=（U1×jwL）/（1/jwC+jwL）=U1/（wL×wC-1）

所以看出，输出电压幅度相同，相位相反。

下图为一个operatingfrequency为100MHz的巴伦，其单端和差分阻抗为50欧姆，L=113nH，C=22.5pF。

单端信号：特性阻抗50欧姆

是一种不平衡信号，通过目标信号和Ground之间的差值来衡量。Ground是信号的返回路径。如果有干扰信号被引入信号的路径，那么因为地参考平面不受任何误差的影响，所以干扰将和信号一起传递。可以认为，单端信号很容易受到noise和电磁耦合干扰的影响。

差分信号：特性阻抗100欧姆

是一对平衡信号。这对信号幅度相同，相位相反。而如果差分路径中有干扰引入，那么对于这两个信号，干扰的幅度是相同的，所以呢，两个信号的差值不变。（但是实际电路中，因为两路信号的路径很难做到完全相同，所以不同路径上的干扰信号幅度有差距）故而差分信号受noise和interference的影响很小。且差分信号在电源电压下复合信号摆幅可以达到单端信号摆幅的两倍，增加了SNR。也就是说，在相同的电源电压下，差分信号增加了AMP余量，降低了失真；或者，如果想要达到相同的信号摆幅，差分信号所需的电源电压更低。

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