了解RF及其转型功能

摘要

接口差分RF电路的单端的人所面临的挑战已经与射频（及其他）的设计界多年。平衡不平衡转换器（平衡/非平衡）是一个简单的外观的被动组件，具有一个几乎微不足道概略其中通过变换一个信号构成其他解决的挑战，并能在两个方向使用。一个基本平衡 - 不平衡是一个专门的RF变压器的变型，并且有许多相似之处它;有些系统有冲突的规格，可满足使用的几种非平衡变压器组合以及更复杂的拓扑结构和互连配置。

平衡 - 不平衡变换器（平衡 - 不平衡收缩）是双端口组件放置在源和负载之间时的差分，平衡RF功能块必须连接到一个单端，接地参考之一。虽然它往往是在射频讨论"掩盖"，因为它没有明显的值添加到RF信号链，此无源部件是在常见的情况下是必不可少的。

例如，在需要时，一个单端功率放大器（PA）被驱动的偶极天线元件（平衡负载）或鞭状天线（单端）被供给差动前端放大器。你可能熟悉的大众市场，用来连接屋顶，在空中300Ω偶极天线广播电视到75Ω同轴电缆，然后连接到电视机本身的运行（低成本的平衡 - 不平衡一些较老的电视假定偶极天线被设置在电视机，所以只有一双300Ω，平衡螺杆末端的输入，在这种情况下，另一种平衡不平衡转换器将需要使从同轴电缆相反转变到电视机输入）。

然而，需要平衡不平衡转换器延伸超过电视和它们的天线：在最近几年，射频集成电路越来越多地使用他们的内部拓扑差动配置，因为这提供了改进的抗噪性和更好的整体射频性能，而且在非常低的成本增由于集成电路的设计的性质。

转换器是不是新的，甚至相对较新的组件。因为无线电话的初期，他们已经被用来解决单端/平衡的困境。现在，在便携，手持设备和物联网应用的增长意味着对微小的，相对低功率的不平衡变压器的巨大需求。这些可以使用类似于用于带通滤波器，定向耦合器，和SAW型振荡器陶瓷为主制造构成。

平衡 - 不平衡参数，拓扑和施工

几乎所有RF巴伦的设计是基于变压器，该变压器，具有讽刺意味的??是，在电子工具包中最古老的组成部分之一。不同于传统的变压器，其用于到步骤电压向上或向下 - 变压器的历史作用 - 变压器状巴伦代替用于拓扑转化和常信号路径隔离。平衡不平衡转换器必须作为一个RF传输线，并通常需要更宽的带宽和更好的信号 - 处理特性在带宽比变压器需要。

最明显的方式来建立一个平衡不平衡转换器是一个双绕组变压器为基础的设计（图1），与一侧接地，另一侧的浮动（差分）。的平衡 - 不平衡不具有确定的"输入"和"输出"端口，但可用于任何一种方式;换言之，同样的平衡 - 不平衡变换器元件可以用于单端至平衡转换以及相反。

简单的平衡 - 不平衡配置图片

图1：一个最简单的不平衡变压器的配置是使用射频兼容的变压器建成;在平衡侧的中心抽头是可选的，往往不需要的。

当平衡不平衡转换器是使用变压器状绕组建成，它也可以提供电阻的源到负载阻抗匹配通过选择合适的主/次级匝数比，使用公知的公式：

式（1）这允许单个组件有两个作用，从而降低了成本，占用空间和BOM。

如变压器，不平衡变压器出现乍一看是简单的组件，但在现实中也不是简单的。不平衡转换器具有重要的顶层RF参数包括频率范围，带宽，插入损耗，幅度失衡，相位不平衡，线性度，失真，额定功率，尺寸和成本。 （这与无源元件的标准定义，所以没有必要去通过他们在这里）。需要注意的是一些厂商指定的带宽在-1 dB点，以及更常见-3 dB点;使用更严格的1 dB带宽内的平衡不平衡转换器，将导致更好的性能，降低的失真，和更好的线性。

尽管一个基本平衡不平衡变换器的简单变压器状拓扑结构，许多其它的设计和配置是可能的，并在实践中使用，通过操作参数的优先级，频率和带宽，功率电平，可用的组件，和成本决定。注意，并非所有的应用都需要在除了接地/浮动变换电隔离;一些不平衡转换器是用来提供了转型，但不是孤立;一种碱性非孤立的在某种程度上类似于一个AC-线自耦变压器（图2）。

非隔离型平衡 - 不平衡的图像

图2：阿非隔离平衡 - 不平衡变换器可以使用单个绕组，带有接地中心抽头构建;原理图是类似于用于调整交流电力线设置的自耦变压器，但设计必须具有射频指标。

与大多数的性能参数，有选择巴伦时，必须作出权衡和折衷。对于如的IoT单元和单波段智能手机等设备，所需的工作频率占有比较窄带，标称频率通常只有