บน 29/08/2024 446

บัลลังก์

ในการสื่อสารความถี่วิทยุ (RF) การรักษาสัญญาณที่ชัดเจนและแข็งแกร่งเป็นสิ่งสำคัญที่สุดอุปกรณ์หนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้คือ BalunBalun ซึ่งหมายถึง "สมดุลกับความไม่สมดุล" ช่วยเชื่อมต่อระบบสองประเภทที่แตกต่างกัน - สมดุลและไม่สมดุล - โดยไม่ปล่อยให้สัญญาณอ่อนแอหรือมีเสียงดังด้วยการลดสัญญาณรบกวน Baluns ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณยังคงสะอาดและมีประสิทธิภาพเมื่อเคลื่อนที่ผ่านส่วนต่าง ๆ ของระบบในบทความนี้เราจะดู Baluns อย่างใกล้ชิดอธิบายสิ่งที่พวกเขาทำประเภทต่าง ๆ ที่มีอยู่และวิธีการใช้งานในสถานการณ์จริงสิ่งนี้จะทำให้คุณเข้าใจได้ดีขึ้นว่าทำไมพวกเขาถึงมีประโยชน์ในระบบเสาอากาศ RF

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: Balun

Balun คืออะไร?

Balun สั้นสำหรับ "สมดุลกับความไม่สมดุล" เป็นอุปกรณ์ที่อนุญาตให้สัญญาณเคลื่อนที่ระหว่างระบบสองประเภท: สมดุลและไม่สมดุลในระบบที่สมดุลสัญญาณจะเคลื่อนที่ผ่านสายไฟสองสายที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน แต่ตรงข้ามลดเสียงรบกวนในระบบที่ไม่สมดุลสายเดียวจะมีสัญญาณโดยมีพื้นเป็นข้อมูลอ้างอิงทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดเสียงรบกวนมากขึ้น

งานของ Balun คือการแปลงสัญญาณระหว่างระบบเหล่านี้โดยไม่สูญเสียความแรงของสัญญาณหรือเพิ่มเสียงรบกวนมันใช้การออกแบบพิเศษพร้อมขดลวดลวดรอบแกนแม่เหล็กเพื่อให้ตรงกับคุณสมบัติทางไฟฟ้าระหว่างทั้งสองระบบทำให้มั่นใจได้ว่าการถ่ายโอนสัญญาณราบรื่น

Baluns มักใช้ในการสื่อสารความถี่วิทยุ (RF) โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเสาอากาศตัวอย่างเช่นเสาอากาศไดโพลที่สมดุลมักจะเชื่อมต่อกับสายโคแอกเซียลที่ไม่สมดุลผ่าน Balun เพื่อป้องกันปัญหาสัญญาณหากไม่มี balun สัญญาณอาจอ่อนตัวลงหรือรับเสียงรบกวนลดคุณภาพ

Baluns ยังช่วยในด้านอื่น ๆ เช่นเสาอากาศออกอากาศและการส่งผ่านวิดีโอทำให้สัญญาณชัดเจนและแข็งแกร่งในระหว่างการแปลงโดยสรุป Balun ทำให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นและยังคงชัดเจนเมื่อเปลี่ยนระหว่างระบบที่สมดุลและไม่สมดุล

ทำไมต้องใช้ Baluns?

รูปที่ 2: เสาอากาศ Balun

Baluns เป็นส่วนสำคัญของระบบเสาอากาศการทำงานที่ช่วยให้ระบบทำงานได้ดีขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

หยุดการแผ่รังสีที่ไม่พึงประสงค์หรือส่งสัญญาณ: เมื่อคุณเชื่อมต่อเสาอากาศที่สมดุลโดยตรงกับสายเคเบิลโคแอกเซียลที่ไม่สมดุลส่วนด้านนอกของสายเคเบิลโคแอกเซียลอาจส่งหรือรับสัญญาณโดยไม่ตั้งใจสิ่งนี้สามารถนำไปสู่การรบกวนในระหว่างการรับสัญญาณหรือทำให้เกิดรังสีที่ไม่พึงประสงค์เมื่อส่งBaluns แก้ไขปัญหานี้โดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายเคเบิลโคแอกเซียลทำงานได้อย่างถูกต้องลดปัญหาเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ

รักษารูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศ: หากไม่มี balun การแผ่รังสีหรือสัญญาณที่ไม่ได้ตั้งใจโดยสายเคเบิลโคแอกเซียลสามารถทำให้รูปแบบการแผ่รังสีที่ออกแบบมาของเสาอากาศซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพที่แย่ลงด้วยการใช้ Balun รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศจะยังคงเหมือนเดิมปกป้องประสิทธิภาพและทิศทางของสัญญาณ

ลดรังสี RF ใกล้กับเครื่องส่งสัญญาณ: บางครั้งสัญญาณ RF อาจมาจากตัวป้อนแทนเสาอากาศทำให้เกิดสัญญาณรบกวนรอบตัวส่งสัญญาณสิ่งนี้อาจเป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบการส่งข้อมูลที่การรบกวน RF สามารถทำให้การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องส่งและอุปกรณ์อื่น ๆ ยุ่งเหยิงBalun ช่วยในเรื่องนี้โดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณ RF ถูกส่งออกไปอย่างถูกต้องลดโอกาสในการแทรกแซง

ประเภทของ baluns ในระบบเสาอากาศ RF

Baluns เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบเสาอากาศ RF (ความถี่วิทยุ) เพื่อเปลี่ยนสัญญาณระหว่างเส้นที่สมดุลและไม่สมดุลBaluns มีประเภทต่าง ๆ ซึ่งแต่ละตัวทำเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะในระบบเหล่านี้นี่คือรายละเอียดที่ดูประเภทต่าง ๆ :

Transformer Balun

รูปที่ 3: Transformer Balun

หม้อแปลง Balun เป็นประเภททั่วไปและใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบ RFมันมีขดลวดสองอันแยกกันหรือขดลวดล้อมรอบแกนเฟอร์ไรต์ขดลวดเหล่านี้ทำให้ด้านที่สมดุลและไม่สมดุลของระบบแยกจากกันซึ่งช่วยป้องกันการรบกวนและทำให้สัญญาณชัดเจนวิธีที่หม้อแปลง Balun ปรับความต้านทาน (ซึ่งเป็นชนิดของความต้านทานไฟฟ้า) ขึ้นอยู่กับจำนวนการหมุนในทั้งสองขดลวดตัวอย่างเช่นหากการคดเคี้ยวมีสองเท่าของการเลี้ยวเป็นสองเท่าของอีกสองมันสามารถจับคู่ความต้านทาน 100 โอห์มที่ด้านที่สมดุลถึง 50 โอห์มในด้านที่ไม่สมดุลคุณสมบัตินี้ทำให้มีประโยชน์สำหรับการจับคู่ระดับความต้านทานที่แตกต่างกัน

AutoTransformer Balun

รูปที่ 4: AutoTransformer Balun

AutoTransformer Balun นั้นแตกต่างจาก Transformer Balun เพราะใช้เพียงหนึ่งเดียวในการเปลี่ยนสัญญาณการออกแบบแบบไขลานเดี่ยวนี้ช่วยให้เส้นทาง Direct Current (DC) ไปยังพื้นดินสำหรับการเชื่อมต่อทั้งหมดซึ่งช่วยในการปล่อยกระแสไฟฟ้าแบบคงที่อย่างปลอดภัยซึ่งสามารถสร้างขึ้นบนเสาอากาศภายนอกได้อย่างปลอดภัยAutoTransformer Balun มักใช้ในระบบที่มีการเชื่อมต่อภาคพื้นดินเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับทั้งความปลอดภัยและการทำงานที่เหมาะสมเนื่องจากมีเพียงหนึ่งเดียวที่คดเคี้ยว balun นี้มักจะง่ายกว่าและเล็กกว่าหม้อแปลง baluns แม้ว่ามันอาจจะไม่ได้ให้การแยกระดับเดียวกันระหว่างด้านที่สมดุลและไม่สมดุล

RF สำลัก Balun

รูปที่ 5: RF Shoke Balun

RF Shoke Balun ทำงานโดยการเพิ่มการเหนี่ยวนำ (ซึ่งต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน) บนตัวนำด้านนอกของสายเคเบิลโคแอกเซียลการเหนี่ยวนำที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยปิดกั้นสัญญาณ RF ที่ไม่พึงประสงค์จากการเดินทางไปตามตัวนำซึ่งอาจทำให้เกิดการรบกวนและลดประสิทธิภาพของระบบเสาอากาศวิธีทั่วไปในการสร้าง RF Shoke Balun คือการขดลวดสายโคแอกเซียล ณ จุดที่เชื่อมต่อกับเสาอากาศสร้างวิธีนี้ง่ายและมีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพอีกวิธีหนึ่งคือการห่อสายเคเบิลโคแอกเซียลรอบแกนเฟอร์ไรต์ toroidal ซึ่งเพิ่มการเหนี่ยวนำเพิ่มเติมและให้การหายใจไม่ออก

ปัจจุบันกับแรงดันไฟฟ้า baluns

รูปที่ 6: Balun ปัจจุบัน

Balun ปัจจุบันดำเนินการโดยทำให้มั่นใจว่ากระแสไฟฟ้าที่เท่ากันผ่านทั้งสองด้านของโหลดที่สมดุลความสมดุลนี้จะช่วยป้องกันกระแสน้ำทั่วไปที่อาจทำให้เกิดการบิดเบือนสัญญาณและสัญญาณรบกวนBalun ปัจจุบันประสบความสำเร็จโดยใช้การออกแบบที่บังคับให้กระแสในแต่ละตัวนำให้เท่ากันและตรงกันข้ามเช่นกับขดลวด bifilar หรือสายโคแอกเซียลที่มีแผลรอบแกนเฟอร์ไรต์การกำหนดค่านี้ไม่เพียง แต่ช่วยลดศักยภาพในการแผ่รังสีจากสายฟีด แต่ยังช่วยรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ส่งผ่าน

การออกแบบของ Balun ในปัจจุบันทำให้มีประสิทธิภาพสูงในแอปพลิเคชันที่เป้าหมายหลักคือเพื่อให้แน่ใจว่าโหลดที่สมดุลได้รับกระแสที่เท่ากันและตรงกันข้ามซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการลดสัญญาณรบกวนและการย่อยสลายของสัญญาณลักษณะนี้ทำให้ Balun ปัจจุบันเหมาะสำหรับระบบเสาอากาศโดยเฉพาะ

รูปที่ 7: Balun แรงดันไฟฟ้า

ในทางกลับกัน Balun แรงดันไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งสองด้านของประสบการณ์การโหลดที่สมดุลแรงดันไฟฟ้าเท่ากันแรงดันไฟฟ้า Balun ทำสิ่งนี้โดยการกำหนดแรงดันไฟฟ้าเท่ากันทั้งสองด้านของโหลด แต่ไม่จำเป็นต้องทำให้แน่ใจว่ากระแสมีค่าเท่ากันสิ่งนี้อาจเป็นปัญหาได้เนื่องจากกระแสที่ไม่เท่ากันสามารถนำไปสู่กระแสโหมดทั่วไปซึ่งเป็นที่ต้องการน้อยกว่าในแอปพลิเคชัน RF เนื่องจากศักยภาพในการรบกวนและการสูญเสียสัญญาณแรงดันไฟฟ้า baluns มักจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการป้องกันปัญหาเหล่านี้เมื่อเทียบกับ baluns ปัจจุบันซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาจึงใช้น้อยกว่าในระบบเสาอากาศประสิทธิภาพสูงอย่างไรก็ตามพวกเขาอาจยังคงพบแอปพลิเคชันในสถานการณ์ที่สมดุลแรงดันไฟฟ้ามีความสำคัญมากกว่ายอดคงเหลือในปัจจุบันแม้ว่าสถานการณ์เหล่านี้จะน้อยกว่าในแอปพลิเคชัน RF

ยา Balun ทำงานอย่างไร?

แนวคิดพื้นฐานของ Balun

รูปที่ 8: ไม่สมดุลกับตัวป้อนที่สมดุลและสมดุลกับตัวป้อนที่ไม่สมดุล

เสาอากาศที่สมดุลหรือตัวป้อนมีสายไฟสองสายที่มีกระแสเท่ากัน แต่ในทิศทางตรงกันข้ามในขณะที่สายเคเบิลโคแอกเชียลที่ไม่สมดุลมีสายหนึ่งที่มีโล่ที่มีสายดินในการเชื่อมต่อระบบทั้งสองนี้โดยไม่ก่อให้เกิดปัญหา Balun จะแยกพวกเขาออกจากกัน

การแยกนี้ทำผ่านหม้อแปลงซึ่งเป็นส่วนหลักภายใน Balunหม้อแปลงมีขดลวดสองชุดหนึ่งชุดเชื่อมต่อกับระบบที่สมดุลและอีกเครื่องหนึ่งกับระบบที่ไม่สมดุลขดลวดได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันการต่อสายดินของระบบที่ไม่สมดุลจากการส่งผลกระทบต่อระบบที่สมดุลกล่าวง่ายๆว่า Balun ทำให้แน่ใจว่าระบบที่สมดุลทำงานได้อย่างอิสระและไม่ถูกรบกวนด้วยสายเคเบิลที่ไม่สมดุล

การจับคู่ความต้านทานและแบนด์วิดท์

รูปที่ 9: การจับคู่ความต้านทาน

แผนภาพนี้แสดงให้เห็นว่าการจับคู่อิมพีแดนซ์ทำงานอย่างไรในระบบการสื่อสารวิทยุช่วยให้แน่ใจว่าสัญญาณเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นระหว่างชิ้นส่วนต่าง ๆ เช่นเสาอากาศตัวกรองผ่านแถบ (BPF) และตัวรับส่งสัญญาณBaluns ซึ่งเป็นหม้อแปลงมีบทบาทสำคัญในการปรับความต้านทานระหว่างชิ้นส่วนเหล่านี้ตัวอย่างเช่นเสาอากาศมีอิมพีแดนซ์ 400 โอห์มและ Balun เปลี่ยนเป็น 50 โอห์มเพื่อให้ตรงกับสายส่งและ BPFBPF กรองสัญญาณอนุญาตให้มีความถี่ที่ต้องการเท่านั้นที่จะผ่านหลังจากการกรอง Balun อีกคนจะปรับความต้านทานเพื่อให้ตรงกับความต้านทาน 200 โอห์มของตัวรับส่งสัญญาณ

Baluns ทำมากกว่าการเชื่อมต่อระบบที่แตกต่างกันพวกเขายังช่วยจับคู่ความต้านทานของเสาอากาศหรือตัวป้อนกับมาตรฐาน 50 โอห์มของสายเคเบิลโคแอกเซียลการจับคู่เป็นสิ่งสำคัญเพราะหากความต้านทานไม่ได้จัดเรียงอย่างเหมาะสมสัญญาณสามารถเด้งกลับมาทำให้ประสิทธิภาพลดลงและการสูญเสียสัญญาณที่อาจเกิดขึ้นBaluns ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับความต้านทานเพื่อการถ่ายโอนสัญญาณที่ดีขึ้นโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุดอย่างไรก็ตามพวกเขาทำงานได้ดีเฉพาะในช่วงความถี่ที่เรียกว่าแบนด์วิดท์เพื่อให้ Balun ทำงานได้อย่างถูกต้องแบนด์วิดท์ของมันจะต้องครอบคลุมความถี่เต็มรูปแบบที่เสาอากาศหรือระบบใช้แบนด์วิดท์ที่กว้างขึ้นช่วยให้ Balun สามารถจัดการความถี่ต่าง ๆ โดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การใช้งานจริงและการพิจารณาของ Baluns ในระบบเสาอากาศ

ระบบเสาอากาศและการใช้ Balun

รูปที่ 10: Balun สำหรับระบบเสาอากาศ

Baluns มักใช้ในระบบเสาอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเสาอากาศไดโพลในการตั้งค่าเหล่านี้ Balun จะถูกวางไว้ที่จุดที่เสาอากาศเชื่อมต่อกับสายเคเบิลโคแอกเซียลงานหลักของ Balun ที่นี่คือการเชื่อมโยงชิ้นส่วนที่สมดุลของเสาอากาศไดโพลกับสายโคแอกเชียลที่ไม่สมดุลการเชื่อมต่อนี้เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากเสาอากาศไดโพลมีกระแสเท่ากันและตรงข้ามในแต่ละด้านในขณะที่สายเคเบิลโคแอกเซียลมีกระแสไฟฟ้าบนลวดด้านในเท่านั้นBalun ทำให้แน่ใจว่าระบบที่แตกต่างกันทั้งสองนี้ทำงานร่วมกันได้ดีช่วยให้สัญญาณผ่านโดยไม่มีปัญหา

หากไม่มี balun การเชื่อมต่อเสาอากาศโดยตรงกับสายเคเบิลอาจทำให้เกิดปัญหาเช่นการสะท้อนสัญญาณการรบกวนและประสิทธิภาพที่ลดลงBalun ช่วยป้องกันปัญหาเหล่านี้โดยการจับคู่ไฟฟ้าระหว่างเสาอากาศและสายเคเบิลซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียสัญญาณและช่วยให้ระบบเสาอากาศทำงานได้อย่างถูกต้อง

การติดตั้งและการป้องกันสภาพอากาศสำหรับ baluns กลางแจ้ง

รูปที่ 11: WeatherProof Balun สำหรับระบบเสาอากาศกลางแจ้ง

เมื่อใช้ Baluns ในระบบเสาอากาศกลางแจ้งพวกเขาจะต้องสร้างขึ้นเพื่อจัดการกับสภาพอากาศที่ยากลำบากดวงอาทิตย์ฝนความร้อนและความเย็นอาจส่งผลกระทบต่อ Balun ที่ทำงานได้ดีเพียงใดหากไม่ได้รับการปกป้องอย่างเหมาะสมเพื่อให้ balun ทำงานได้ดีควรปิดผนึกอย่างถูกต้องเพื่อหยุดน้ำจากการเข้าไปข้างในน้ำภายใน Balun อาจทำให้เกิดการลัดวงจรหรือเปลี่ยนวิธีการทำงานนำไปสู่การสูญเสียสัญญาณหรือแม้แต่การทำให้ระบบเสาอากาศหยุดทำงาน

นอกจากนี้วิธีการติดตั้ง balun ควรมีคุณสมบัติที่บรรเทาความเครียดการบรรเทาความเครียดมีความสำคัญเนื่องจากป้องกันความเครียดทางกายภาพในการเชื่อมต่อของบาลูซึ่งอาจเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไปและนำไปสู่ความล้มเหลวตัวอย่างเช่นในลมแรงระบบเสาอากาศอาจเคลื่อนที่ได้ทำให้เกิดความเครียดกับ Balunการบรรเทาความเครียดที่ออกแบบมาอย่างดีจะช่วยปกป้องการเชื่อมต่อทำให้แน่ใจว่า Balun ยังคงติดอยู่อย่างปลอดภัยและทำงานอย่างถูกต้องแม้ในเงื่อนไขเหล่านี้

บทสรุป

Baluns เป็นส่วนที่มีประโยชน์ของระบบเสาอากาศ RF ที่ช่วยให้สัญญาณเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นระหว่างระบบที่สมดุลและไม่สมดุลไม่ว่าจะเป็น Transformer Balun, AutoTransformer Balun หรือ RF Shoke Balun แต่ละประเภทมีงานเฉพาะที่ช่วยให้ระบบเสาอากาศทำงานได้ดีขึ้นการรู้ว่า baluns ทำงานอย่างไรและการใช้สิ่งที่เหมาะสมสามารถทำให้ระบบการสื่อสาร RF ของคุณมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้นดังที่เราได้กล่าวถึง Baluns ช่วยจับคู่ส่วนต่าง ๆ ของระบบหยุดสัญญาณที่ไม่ต้องการและทำให้เสาอากาศทำงานได้อย่างถูกต้องด้วยการเลือก Balun ที่เหมาะสมคุณสามารถตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณ RF ของคุณแข็งแกร่งและชัดเจนนำไปสู่ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. ควรวาง balun ที่ไหน?

ควรวาง Balun ซึ่งเสาอากาศที่สมดุลเช่นไดโพลเชื่อมต่อกับสายส่งที่ไม่สมดุลเช่นสายเคเบิลโคแอกเซียลจุดนี้เป็นสถานที่ที่ดีที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นและไม่ได้รับสัญญาณรบกวนหรือสัญญาณรบกวน

2. ฉันต้องการ balun สำหรับไดโพลหรือไม่?

ใช่คุณต้องใช้ Balun สำหรับเสาอากาศไดโพลเมื่อเชื่อมต่อกับสายส่งที่ไม่สมดุลเช่นสายเคเบิลโคแอกเซียลBalun ช่วยป้องกันไม่ให้สัญญาณบิดเบี้ยวหรือรับสัญญาณรบกวนทำให้ไดโพลทำงานได้อย่างถูกต้อง

3. Balun ประเภทที่พบบ่อยที่สุดคืออะไร?

ประเภทที่พบบ่อยที่สุดของ Balun คือ Transformer Balunมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบ RF เพื่อช่วยให้ตรงกับการเชื่อมต่อระหว่างชิ้นส่วนที่สมดุลและไม่สมดุลตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณยังคงชัดเจน

4. Balun เป็นแค่หม้อแปลงหรือไม่?

Balun ไม่ใช่แค่หม้อแปลง แต่ Baluns หลายคนทำงานเหมือน TransformersBalun ยังสามารถใช้การออกแบบอื่น ๆ เช่น AutoTransformer หรือ RF Shoke เพื่อสร้างสมดุลและไม่สมดุล

5. Baluns ประเภทต่าง ๆ คืออะไร?

Baluns ประเภทต่าง ๆ รวมถึงหม้อแปลง Baluns, Baluns Autotransformer และ RF Shoke Balunsแต่ละประเภททำเพื่อการใช้งานเฉพาะและมีวิธีการที่แตกต่างกันในการปรับสมดุลหรือไม่สมดุลสัญญาณ