Cualquier desajuste de impedancia en el circuito puede reflejar la energía de regreso a la fuente, reducir la cantidad de energía disponible para la carga y dañar la fuente de alimentación. Hacer coincidir la impedancia de salida de la fuente de alimentación con la impedancia de entrada de la fuente de alimentación y la impedancia de entrada de la carga eléctrica maximiza la energía reflejada de la fuente de alimentación y optimiza la eficiencia del circuito.
Una línea simétricamente balanceada tiene dos conductores con corrientes iguales en direcciones opuestas (diferenciales). Un cable de par trenzado es un ejemplo de un cable de línea balanceado. Direcciones asimétricas y desequilibradas (diferenciales). Los cables de par trenzado y de cinta son ejemplos de cables de línea balanceados. Las líneas asimétricas no balanceadas (de un solo extremo) tienen un conductor, como un cable coaxial, conectado a tierra.
Un transformador de adaptación de impedancia se llama balun cuando una fuente balanceada se separa de una carga no balanceada. Si la impedancia de la carga coincide con la impedancia de la fuente, no se requiere la coincidencia de impedancia y el balun tiene una relación de impedancia de 1:1. Si la impedancia de carga no coincide con la fuente con una relación de impedancia de 1:N, se requiere un transformador de relación de impedancia de 1:N.
Un ejemplo típico de un circuito de desajuste de impedancia es un cable plano de 300 Ω (balanceado) desde una antena conectada a una entrada de receptor coaxial (no balanceada) de 75 Ω. Sin un balun para hacer coincidir la impedancia de la carga con la fuente, la energía se refleja desde la señal de entrada de potencia relativamente baja de la antena, lo que reduce la señal al receptor.
El balun proporciona un cambio de fase de 180⁰ e idealmente una impedancia equilibrada igual. Un transformador de RF de banda ancha de alambre bobinado constituye un excelente balún de banda ancha, que proporciona dos líneas de fase de 90⁰ que crean un cambio de 180⁰. Los baluns se utilizan con antenas, mezcladores y amplificadores push-pull para crear la relación de fase y la coincidencia de impedancia correctas. Los transformadores de RF bobinados se usan comúnmente en aplicaciones de amplificadores push-pull en frecuencias que van desde unos pocos kHz hasta aproximadamente 2 GHz. Las estructuras alternativas pueden incluir una derivación central para polarización o puesta a tierra.
Los balunes de estilo Ruthroff proporcionan aislamiento y adaptación de impedancia. Si no se requiere aislamiento, se puede conectar como transformador Guanella (línea de transmisión) para ampliar el ancho de banda a frecuencias de 3,5 GHz.
Ejemplo de conexión de balun simple
Cuando conecte una antena balanceada de 200 Ω a un cable no balanceado (coaxial) de 50 Ω, conecte la antena balanceada de alta impedancia (200 Ω) al lado de alta impedancia del transformador y el extremo no balanceado de baja impedancia (50 Ω) al lado de baja impedancia. . lado del transformador. Esta conexión reduce la alta impedancia de la antena y se adapta al cable de 50 ohmios.
balun de banda estrecha de alta frecuencia
Los diseños de elementos agrupados se pueden implementar para aplicaciones de banda estrecha de alta frecuencia que no requieren aislamiento. Los inductores y condensadores de chip de montaje en superficie de tolerancia estrecha están disponibles para minimizar la variabilidad de fabricación. Los diseñadores pueden usar la simulación de circuitos para optimizar los valores de los elementos y usar componentes LC para lograr la red de adaptación de impedancia requerida. Los valores de diseño iniciales se pueden estimar utilizando una calculadora en línea. A frecuencias de GHz, se requiere un modelo de inductor preciso que incluya parásitos para acercarse a un diseño realista. Los modelos de Coilcraft para inductores de chip y núcleo de aire se basan en mediciones para proporcionar simulaciones precisas de balunes LC o redes coincidentes. leer más