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本帖最后由 陆妹 于 2022-3-31 13:34 编辑 " L, Q. n( ~, C8 [6 }1 f5 u0 y
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Splitter之七：Balun构成的功分器 * k- S# K0 L% P' p6 j; \# {: i3 P
EDA365原创 作者：何平华老师 " N1 |. K- y2 ~& o3 u7 f
8 v# P% a1 u. j0 [# ?- gSplitter之Balun构成的功分器。碎片三分钟，收获一丢丢。 * m) s# `! ^5 P
Balun指标Balun的指标与功分器有点相似： 1、工作频段； 2、功率容量（磁芯Balun对应电流容量）； 3、端口电压驻波比； 4、输入输出之间的插入损耗； 5、功率平衡度——或者说支路功率差； 6、相位平衡度——Balun平衡端两个支路的相位相差180度； 正是由于Balun将单端信号变为两个等功率、相反相位信号，就是单端转差分功能，或者反过来用。 本文只普及微带Balun基础知识，将在后续系列文章中深入讨论Balun的仿真设计。 Balun结构常见的是以下五类： 1、RLC集总Balun ； 2、 磁芯Balun； 3、PCB微带线Balun或带状线Balun； 4、同轴Balun； 5、结构件Balun； 本文图片来自于网上图片或加工。侵删。 RLC集总Balun下面两个图本质是同一个电路，根据L和C对信号相位响应不同的原理设计出来的。 RLC集总Balun带宽很窄，因为RLC集总Balun依靠电感和电容的串并联结构，共同达到移相+/-90度，所以频率稍微错开一点，相位就变了。
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磁芯Balun磁芯Balun有个很大的优点，线长度没有波长这把尺子衡量，所以带宽理论上没有限制，实际上低频受自感抗限制、高频受磁芯本身的频率和绕线分布参数限制，即使如此，高低频可以相差2个数量级甚至以上。所以广泛应用于模拟信号的ADC取样。 磁芯Balun常用于射频前端，如混频器、ADC取样等等。 磁芯Balun也常用于数字信号，因为数字信号频谱很宽。其它4种无源Balun是不能用于宽频谱数字信号的。 , f1 j" ]4 }% P
同轴Balun
6 `1 n1 A, y# @ 同轴Balun也有各种结构，以下这种是U形同轴电缆焊接在PCB板上： 同轴电缆长度为1/4导波波长。 上图两块白色区域是安装两个PA封装留出的窗口，每个封装内部装有两个PA芯片。因为这种Balun差分平衡PA，能降低二次谐波分量，甚至能改善P1dB压缩点。关注本公众号，后续文章会讲到。 补充一点，这块功放PCB还用了两个3dB电桥耦合器，也是当做一分二的等功分器来使用的。看看在哪儿？ 2 x' \, H, X) |/ l# f' t8 i
PCB微带线Balun下图左是个等功分一分二的微带线T形节，再将一个支路延长1/2波长得到180度的相位差的差分信号，再分别驱动偶极子的两臂。 上图右也是偶极子天线，但信号从一个臂上穿过PCB缝隙，耦合（或连接）到另一个臂。 这两种Balun都与波长相关，所以带宽都较窄。如果非要矮子里面选长子，上图右这种Balun结构，1/4波长对应的带宽更宽些。 + X3 L' ^( s' {1 k6 G( H" t
结构件Balun常用于基站双极化偶极子，结构件组合或结构模具一体成型，如下图所示。 左图为碗状双极偶极子，右图为十字双极偶极子。 a# D) o+ r# [6 H F: d; ^ a) r
上述这五种结构的Balun都是无源Balun，是否存在有源Balun呢？ 其实，差分驱动器可以看成是有源Balun，广泛应用于线路驱动器。有些芯片本身是差分输出的，例如Seders、光模块、Clock芯片等等。 有源Balun低频点可达0Hz，高频点受芯片工艺限制。 5 ?3 l1 S; y& ]) d& q
出品｜EDA365 作者｜何平华老师
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发表于 2022-3-31 13:32
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