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一文看懂巴伦（功能原理、性能参数、基本类型） 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，或者说是一种通过将匹配输入转换为差分输出而实现平衡传输线电路与不平衡传输线电路之间的连接的宽带射频传输线变压器。巴伦的功能在于使系统具有不同阻抗或与差分/单端信令兼容，并且用于手机和数据传输网络等现代通信系统。 功能 巴伦具有如下三项基本功能： 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）巴伦分为多种类型，其中的某些用于阻抗转换，还有某些用于连接具有不同阻抗的传输线。阻抗转换巴伦可实现阻抗匹配、直流隔离以及将平衡端口与单端端口匹配。共模扼流圈因为可消除共模信号，因此在某种意义上说也是一种巴伦。巴伦用于推挽放大器、宽带天线、平衡混频器、平衡倍频器及调制器、移相器以及任何需要在两条线路上传输幅度相等且相位相差180度的电路设计。 用途 巴伦的最常见用途为将不平衡信号连入用于长距离传输的平衡传输线。与采用同轴电缆的单端信令相比，采用平衡传输线的差分信令受噪声和串扰的影响更小，可使用更低的电压，而且成本效益更高。因此，巴伦可用作本地视频、音频及数字信号与长距离传输线之间的接口。巴伦的用途包括：– 无线电及基带视频– 雷达、发射机、卫星– 电话网络、无线网络调制解调器/路由器 原理 巴伦的理想S参数如下：S12?= – S13?= S21?= – S31 S11?= -∞ 巴伦的两个输出幅度相等，相位相反：– 在频域中，这表示两个输出之间具有180°的相位偏移；– 在时域中，这表示一个平衡输出的电压为另一平衡输出的负值。 此外，两条线路当中的一条的导体须明确接地。 举例而言，平衡线路由电位幅度相等且相位相反的导体构成。由于微带线和同轴电缆采用不同尺寸的导体，因此可谓不平衡线路。巴伦的设计目的正是在于解决此类不平衡线路导致的问题——巴伦可在电流以相反相位传输的平衡（或差分）传输线与返回电流经地下传输的不平衡（或单端）传输线之间转换。 在同轴电缆内部，由于内导体与屏蔽层内侧的电流所产生的电场局限于此两者之间的空间内，因此该两电流幅度相等且相位相反。与此同时，趋肤效应使得屏蔽层外侧产生另一电流，当该电流较大时，可使得作为馈电线的所述同轴电缆成为天线，向外辐射强度与电流大小成正比的电磁场。由于同轴电缆具有对称的物理结构，而且其内部两导体上的电路幅度相等且相位相反，因此其内部结构本身产生的辐射极小。然而，某些因素可破坏其两导体内的电流平衡（即破坏“幅度相等，相位相反”这一状态），在此情况下，该馈电线内部也将如屏蔽层外侧的电流一样产生较大电磁辐射。这一不平衡现象将导致方向图扭曲，干扰以及损耗。 为具体应用确定巴伦种类时的关键规格参数包括： 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 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