Trong thế giới vô hình của truyền thông không dây, một thành phần quan trọng làm việc không mệt mỏi đằng sau hậu trường để đảm bảo kết nối liền mạch.Thiết bị này hoạt động như một dịch giả thiết yếu giữa các loại tín hiệu khác nhau, duy trì tính toàn vẹn tín hiệu trên nhiều ứng dụng không dây khác nhau.

Hoạt động như một bộ biến áp đường truyền trong mạch tần số vô tuyến (RF), Baluns phục vụ như cầu nối giữa các mô-đun RF không tương thích.Chúng chủ yếu kết nối các mô-đun RF khác biệt (cân bằng) với các mô-đun đơn kết thúc (không cân bằng), cho phép truyền tín hiệu hiệu quả.

Công nghệ này giải quyết hai loại tín hiệu cơ bản:

• Các tín hiệu khác biệt:Sử dụng hai đường tín hiệu với hai cực đối lập, cách tiếp cận cân bằng này bắt chước một cái sậy với trọng lượng bằng nhau ở cả hai bên, hiệu quả hủy bỏ sự nhiễu và tăng cường sự ổn định tín hiệu.
• Các tín hiệu một chiều:Sử dụng chỉ một đường tín hiệu liên quan đến mặt đất, phương pháp đơn giản hơn này giống như một con dao động một người - dễ bị xáo trộn môi trường hơn.

Các hệ thống không dây hiện đại thường đòi hỏi chuyển đổi giữa các loại tín hiệu này.Các bong bóng tạo điều kiện cho sự chuyển đổi quan trọng này, đảm bảo sự phù hợp tín hiệu tối ưu và hiệu quả truyền tải.

Trong cốt lõi của chúng, Baluns sử dụng chất nền từ tính thông thấm cao với các đường dẫn truyền được cuộn chính xác..Thiết kế phổ biến nhất có cấu hình biến áp hai cuộn dây, với một bên đặt đất và một bên nổi (sự khác biệt), cho phép khả năng chuyển đổi hai chiều.

Kiến trúc này hoạt động tương tự như một bộ biến áp chuyên dụng,trong đó cảm ứng điện từ giữa cuộn dây tạo điều kiện chuyển đổi tín hiệu trong khi lõi từ tăng cường hiệu suất bằng cách tập trung từ trường.

Chọn Balun phù hợp đòi hỏi phải xem xét cẩn thận một số thông số chính:

• Phạm vi tần số:Phạm vi hoạt động mà Balun duy trì hiệu quả
• băng thông:Chiều rộng tần số với hiệu suất tối ưu
• Mất tích nhập:Sự suy giảm tín hiệu thông qua thiết bị (tốt hơn là các giá trị thấp hơn)
• Không cân bằng chiều cao/phase:Đối xứng tín hiệu đầu ra (mức độ khác biệt tối thiểu mong muốn)
• Sự tuyến tính:Hiệu suất nhất quán trên tất cả các mức năng lượng
• Sự biến dạng:Thay đổi tín hiệu được giới thiệu (tối thiểu hóa quan trọng)
• Điện năng:Điều khiển năng lượng tối đa bền vững
• Kích thước/Chi phí:Kích thước vật lý và các yếu tố kinh tế

STMicroelectronics đã phát triển một loạt các Balun hiệu suất cao bằng cách sử dụng công nghệ Integrated Passive Device (IPD) độc quyền.Các giải pháp này tích hợp các thành phần RF cao cấp trên một nền thủy tinh duy nhất, đạt được sự thu nhỏ đặc biệt (dưới 1mm2) trong khi tối ưu hóa các đặc điểm RF.

Những IPD Baluns đơn giản hóa thiết kế RF front-end bằng cách kết hợp khớp trở và chức năng lọc hài hòa, đảm bảo tuân thủ các quy định EMC chính bao gồm CCC, FCC,Tiêu chuẩn ETSI và ARIB.

Bộ sản phẩm Balun toàn diện của ST hỗ trợ các ứng dụng không dây đa dạng trên các phổ tần số:

• Giải pháp Bluetooth:MLPF-NRG-01D3 và BALF-NRG-02D3 (2.4GHz) cho loạt BlueNRG
• Ứng dụng dưới GHz:Dòng BALF-SPI2 (433-927MHz) cho máy thu S2-LP
• Tương thích Sigfox:Các biến thể BALF-SPI2-01D3 chuyên biệt
• Tích hợp LoRa®:BALFHB-WL-0xD3/BALFLB-WL-0xD3 cho loạt STM32WL
• Giải pháp của bên thứ ba:Bao gồm các tùy chọn tương thích với UWB (BAL-UWB-01E3) và Nordic Semi-BLE

Công nghệ Balun của ST mang lại lợi ích thiết kế đáng kể:

• Kiến trúc RF front-end đơn giản
• Tăng cường tối ưu hóa hiệu suất hệ thống
• Tích hợp vượt trội thông qua các chất nền kháng cao
• Tăng độ tin cậy hoạt động
• Giảm chi phí hóa đơn vật liệu

Khi công nghệ không dây tiếp tục tiến bộ, các thành phần như Baluns đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong việc đảm bảo truyền thông hiệu quả, đáng tin cậy qua vô số thiết bị và ứng dụng.Khả năng chuyển đổi liền mạch giữa các loại tín hiệu trong khi duy trì tính toàn vẹn làm cho chúng trở nên không thể thiếu trong thiết kế RF hiện đại.