휴대폰이나 무선 라우터와 같이 겉으로는 단순해 보이는 장치가 내부적으로 복잡한 신호를 어떻게 처리하는지 궁금한 적이 있습니까? 그 답은 발룬("균형-불균형"의 약어)이라는 놀라운 구성 요소에 있습니다. 알려지지 않은 신호 마술사 역할을 하며 밸런스와 언밸런스 구성 사이를 능숙하게 변환하여 다양한 회로가 조화롭게 작동할 수 있도록 합니다.

발룬이란 무엇입니까? 균형과 불균형 사이의 다리

발룬은 본질적으로 불균형 신호를 균형 신호로 또는 그 반대로 변환하는 특수 변압기입니다. 그 기능을 이해하려면 먼저 다음 두 가지 신호 유형을 조사해야 합니다.

• 불균형 신호:중앙 도체가 신호를 전달하고 외부 실드가 접지 역할을 하는 동축 케이블을 상상해 보십시오. 이 구성에서는 신호 전압이 하나의 도체에만 존재하고 다른 도체(일반적으로 접지)는 기준 역할을 합니다. 마이크로스트립과 스트립라인 전송선도 불균형 신호를 전달합니다.
• 균형 잡힌 신호:이는 진폭은 동일하지만 위상이 반대(180° 차이)인 신호를 전달하는 두 개의 도체를 사용합니다. 이 구성은 공통 모드 간섭을 거부하여 탁월한 잡음 내성을 제공합니다. 연선 케이블은 일반적으로 균형 잡힌 신호를 전송합니다.

발룬은 이러한 신호 유형 간의 중요한 인터페이스 역할을 하여 다양한 회로 요구 사항 간의 호환성을 가능하게 합니다. 실제로 발룬은 종종 불균형 소스(예: 마이크로스트립 라인)를 균형 부하(예: 차동 증폭기 또는 안테나)에 연결합니다.

발룬 대 180° 하이브리드: 유사하면서도 구별됨

두 구성 요소 모두 180° 위상 변이 출력을 생성할 수 있지만 설계와 응용 분야에서는 근본적으로 다릅니다.

• 격리:180° 하이브리드는 일반적으로 포트 사이에 절연 저항을 통합하는 반면 발룬은 일반적으로 그렇지 않으므로 포트 간 절연이 낮아집니다.
• 포트 구성:발룬에는 언밸런스 포트 1개와 밸런스 포트 2개가 있는 반면, 하이브리드는 모든 포트를 언밸런스 포트로 유지합니다.
• 신청:발룬은 주로 평형-불평형 변환(예: 단일 종단 증폭기를 평형 믹서에 연결)을 용이하게 하는 반면, 하이브리드는 신호 결합/분할 및 위상 감지에 특화되어 있습니다.

발룬 품종: 솔루션의 스펙트럼

엔지니어들은 각각 특정 요구 사항에 적합한 여러 발룬 유형을 개발했습니다.

• 전송선 발룬:변환을 달성하기 위해 신중하게 설계된 전송선 세그먼트를 사용하는 간단한 구조.
• 변압기 발룬:삽입 손실이 상대적으로 낮은 광대역 성능을 위해 자기 코어와 권선을 사용합니다.
• 마이크로스트립 발룬:패턴화된 마이크로스트립 라인을 사용한 컴팩트한 구현으로 집적 회로에 이상적입니다.
• 집중 요소 발룬:작고 비용 효율적인 솔루션을 위해 개별 인덕터 및 커패시터를 활용하십시오.
• Marchand 발룬:매우 넓은 대역폭을 제공하는 다중 섹션 결합 회선 설계.

유비쿼터스 애플리케이션

• 불균형 트랜시버를 무선 시스템의 균형 안테나에 연결
• 스퓨리어스 응답을 줄이기 위해 믹서에 균형 잡힌 LO/RF 입력 제공
• 단일 종단 신호를 증폭기용 차동 입력으로 변환
• 고속 데이터 전송에서 강력한 차동 신호 지원
• 서로 다른 회로 인터페이스 간의 임피던스 정합 촉진

디자인 고려 사항

효과적인 발룬 설계에는 여러 매개변수의 균형이 필요합니다.

• 주파수 범위:운영 대역폭 결정
• 임피던스 매칭:소스/로드와의 적절한 인터페이스 보장
• 균형 정확도:진폭 동일성 및 정밀한 180° 위상 관계 유지
• 삽입 손실:신호 감쇠 최소화
• 격리:포트 간 원치 않는 신호 누출 방지
• 규모/비용 제약:물리적, 예산적 요구 사항 충족

향후 방향

무선 및 고속 기술이 발전함에 따라 Baluns는 다음을 향해 계속 발전하고 있습니다.

• 소형화 및 더 높은 통합
• 확장된 대역폭 기능
• 새로운 소재를 통한 향상된 성능
• 향상된 제조 기술

이 기본 구성 요소는 전자 시스템이 더욱 정교해지고 수많은 응용 분야에서 원활한 신호 변환을 조용히 가능하게 함에 따라 반드시 필요한 요소로 남아 있습니다.