传输线巴伦的原理设计、制作及测试.docx

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1、fMfrAjFWM（巴怆）的及、设计、制及立址一、平衡零（巴伦）的由柬平衡器即BManCingDCVie,其主要作用是完成由单幽传给（如：同轴废、默带税等）变换为差分传输（如：半波振子天战，推挽电路等之间的变换，又称为平衡不平衡变换器即Ba1.anCC-UnbakInce,英文将其合并缩写成一个新词BaIUn,音译为巴伦.以卜文中所提到的平衡零、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类那件.巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以相互组合.使得很多单反在自制巴伦时有无从下手的感觉,哪种结构适合？如何选择材料？如何计兑制作卷数？如何衡让巴伦的性能？对于我们业余卷好者，主要就是

2、用在天城的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用,工作在短波1.XMHZ-30MHZ.并要求取材和制作而洁.结合我对巴伦的相识理解，认为传蛤线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材便利、制作筒沽，但其理论不易理解，造成很及挚友将其搞成了磁朋合变压器结构，出现频密窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输城变换落的效果.卜面就我个人对传输线变换器的粗浅理解.简洁描述一下做巴伦的状况,如须要更深化的/解可以参考有关文献资料，有不当之处,还请各位前辈指正，感谢！1.2U形环等效电停bbM三法拉第圻徽二、传输战平衡器巴伦）的的洁原理平衡潺有很多种,按平衡条件可以分为四大类：扼

3、流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒和）、展弼合式（电流共扼），我这里主要描述一下基于传怆馥变换器的平衡不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和唠耦合式的特征。xf“R2-1电义检修梅图2VW2传怆线变换器的结构如上图.它是在高版磁环上缠绕一组或几组传蜿线,利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用.能属从变换器的始端到终端是通过传怆线的分布电容、分布电路以及电段能玳交换的形式来传送的，这和通常的绘匝变压器不同，它克眼了绕匝变压器在高频时由于线榴的分布电容所带来的不利影响，诙警了而频特性,此外,每对传谕线的两导线电流的幅度相等方向相反,因而他们

4、在磁芯中产生的破通相互抵消.这样磁芯的损耗很小，即使破芯裁面积很小，也具有较大的功率容麻.所以，它具有频帚宽、体枳小、功率容最大等优点，传输线变换器在低频端UJ以等效为传统的低频变换器，其低顼响应的恶化是由于传输线两导体之间由干整化电感引起的并联电纳.它确定变换器的最低工作频率.在高领米它是具有肯定特征阻抗的传输级，为避开产生任何谐振现象,特殊是对于更数负敦，它会引起实质上的幅度波动增加，传输线的长度不断过上限频率波长的八分之一，过期低频特性会变差.为选择用于RF变换的磁芯.球要知道磁芯的饱和皴通和它的非线性特件,按最低工作频率的最大功率计算最大屈通容度.既然是用传输战变换器做平衡不平衡变换，

5、JE么在平衡端含有的不平衡Hi盘的名少，就是平衡-不平衡变换的重要指标，可以用类似电路中的共模信号和差模信号来描述不平衡信号和平衡信号，那就可以用共模抑制比来描述这个指标了,我觉得也可以称做不平衡抑制.它即受阻抗变换比例的影响，也受共模电感Iit的影响.三、传输战平衡器巴伦）计算软件的运用基于前述原理,可以给出若干相关的计算公式,但计算是一个试算-调整参数-再算-再调整.反反狂笈多次找寻最适合结果的过程，同时对磁芯的各项参数都要熟识,因此，我结合自己对传输找变换器的理解和巴伦的特点以及对毡芯的了解，试写了一个用于计算传输戌巴伦的小软件，希望能解决手工计算的麻烦。软件运行后出现如图窗口.清除入所

6、设计的传给线巴伦的最高工作施率、最低工作频率、她大功率并选择一款破坏和试绕匝数.磁环编号中前两位数字是破环的外径后两位代我不同性能的感材，第一次计算可以明意选择一个，试绕匝数也可以随意写个整数，如10,然后点击“计算”按钮,右下角会依据计算的结果给出须要调整的参数,调整后按着计算,直到获得满足的结果,假如始终不能获得有意义的结果.则可能是频率强盅范用太宽,或功率太大,适当降低一些在试试.经过反复计算得到的结果是一个传输线变换基本单元的数据（整坏编号,穿绕匝数），然后依据所需巴伦的阻抗变换比（电压比的平方=阻抗比，选择适当接线结构，状件中给出了部分常用的电压比的结构图供参考，右上方的按钮上的是电

7、压比，图中写出了相应的阻抗比。另外请留意，本软件在计算最大破通时是按蜃差状况（占算的.实际承受的功率要高的多.共模抑制是按不小于20dh计编的,即不平衡功率1%,这两项约束条件体现在共模阻抗和最大毡通，可以依据自己的须要选择，而不必理睬给出的建议，但若不知道如何选择，还是按城议调整计算为好,插损、驻波和带宽与穿绕匝效和线径有杵定影响，须要在实际试制中加以考虑.还有就是只能以我供应的极环进行计算其他横坏没有详尽的特性参数，无法给与计算”四、传输战平衡器（巴伦）的制作实例例h低工作Ji率IKMHZ,高工作H率40MHZ,大功率：I（三）OW,电压比!：1,即迎抗比IiI将以上多数输入，试段匝数按籍

8、省的10,随意先选抨款底环如：NH2246（外径22mm的极环），“计算”后，建议“埴加圈数iezjm()治未条件Izm小于250大功军卜OOOV7”.大KaBB(bT)激疑匝St1OIW小于fix.出Ik.9将试烧匝数改为18,“计算”后，建议“削减圈数”.hez46二里幽缝上,约中条件523小于411最高工作频率j*Bk4Mwa(Pau)最衽工作膜率1.8KHx2S2S0最大功率k0ntg8,(,)iJtSffift!8106小于330篷I：升退出IT鼻I22和MB袤将试绕匝效改为17.“计算”后，建议“更换磁环Ine26V寰高工作频率同JQh量任工作频率ITe-Bh最大功率1000-Wa

9、ttSa&t&v.i?一提出II计算传软姨长度（w）约束妻曾oo小于函一期:法Bn回）io小于30共模电感重（UH）Eo需更陵Et坏更换破环为NH4578.“计算-后.试烧匝数为8.获得满足条件的结果.例2.线工作频率1.5MHZ,量商工作频率50MHZ大功率，S(M)W,电压比It2,即酸比It4例3,低工作Ii率6MHZ,量高工作ft率30MHZ量大功率：200W,电压比h3,W阻抗比I:9依据以上计算结果制作的传幼线巴伦,基本可以达到预期的效果,但在实际制作中由于选材和制作工艺的差异，会有些出入，请大家依如自己的实际状况适当增减圈数就应当可以达到要求，一履毡环不用试来流去的，这里举荐大家

10、主要选择以下三种常用规格，施本可以满足大部分做大然巴伦的须要。NH22461.200W以下，猱带偏高些(6MHz-30MHz),外形22X11X5H31.58中高功率，频带N解宽IMHz-SOMHz).外形31X18X7H4578,可以上KW的高功率，频带高端略低(1.6MHZ30MHz),外形45X26X8另外传输线变压器应当采纳相应特征阻抗的同轴电缆制作,但在实际制作中由于特殊阻抗的同轴缆很难找到，且所做天戏巴伦班本在短波工作，财传输线的结构和阻抗要求不是很高，运用双线传输城代杼也是Ur以的，经济实忠，也可以用聚图漆包城并绕而成，须要线距匀称,松紧一样.烧制线圈的,可以按软件给出的传怆线长

11、度战剪,太长会影响领率而循的驻波，在大功率用途时，应考虑用完可前粗的导线线制，减小损耗和发热.传输税结构做的好的话，磁环更本不发热，共凝理己经确定了，只有领率低端的共模功率须要磁环供应共模win.主要的能联交换是在传输线的分布电感和分布电容间转换传递的，不须要假环供应附场的变换,这一点是与破耦合平衡器原理的巴伦的本质的不同.尽管都是在破坏上烧线,其结构和原理却完全不同,磁箱合变压器可以运用屏板而且初次之间也应当运用屏蔽,传怆统变压器则不能用屏蔽，包括金应外壳，它会破坏共模抑制效果的。下图是传物纹巴伦的制作过程.为表明1：4和1：9的接线依次,碣环间和接线都留出了比较大的距惠,实际的巴伦不能这样

12、大的空间，接线应当尽显短才好.五、传输线平衡渊（巴伦）的测试I、巴伦的驻波比、共模抑制比、场入损耗：A.驻波比巴伦的平衡输出端接匹配的假负载，在运刖领带内流景同轴端的驻波比,一般小于1.S就可以了。假负载的阻抗是依据巴伦的阻抗比计算的，一般可以用无感电阻制作,其功率应当满足测量功率的须要.试验表明运用多个贴片电阻并联达到所须班位和功率右特别好的效果,而运用引线的电阻频率超过20MHZ共频率特性急剧变坏。B.共比通过测地巴伦平衡输出端的不平衡功率和输入巴伦的功率的比来计算,不平衡功率是通过将平衡循的假负战平均分为两部分.其中点对于平衡的差分信号是零点,因此中点对她的怙号功率就是不平衡信号的功率.

13、就是通过巴伦泄漏过来的共模信号功率，将此功率与输入功率之比再换算为分贝就是其共模抑制比，其数值越大约好,一般大于2（Mb即可.对于较高阳抗的假负载对共模信号有部分衰减.须要在测瞅的结果中予以扣除.C.插入损耗-巴伦的插入相髭是指巴伦的输出功率和怆人功率之比，然而筠出是平衡信号的巴伦不便干腌测M输出端功率，一般是通过将两个相同的巴伦的平衡揣对按，即将平衡信号在变为不平衡的50欧同轴测埴其损耗，然后在除以2,得到一个巴伦的插描（即认为两个巴伦是样的,同样是分贝（ft.越小越好.通常v5db.2、2020型数字驻波友+巴伦测试附件.2020型数字正波表主要技术指标：* 最大功率测量：200W（通过式功率计* 驻波测肽：1.（XMW.9* 频率苞围：1.8MHZM）MHZ* 功率探头Vp：I4V* 50欧平衡基分货战组件：1：I巴伦，v6W* 200欧平衡差分负我组件：1：4巴伦,20W* 450欧平衡差分负载组件：I：4巴伦,I6WI：9用于测试的三个巴伦B驻波及共接抑制比的测址:C.插入损耗的测量0DIGITA1.SWR&POWERMETER驻波表的运川和巴伦的具体测贷方法及更多实测图片请访问以下惮站: