ADI ADRV902x的射频模拟信号输入输出端口的巴伦匹配
根据规格书可知ADRV902x系列的:
【1】输入阻抗是100Ω差分,包括RX端口和ORX端口。
【2】输出阻抗是50Ω差分,包括TX端口。
而射频系统通常采用50Ω的单端走线,所以需要通过正确规格的巴伦完成差分转单端/单端转差分的处理。
巴伦的功能:连接平衡与非平衡电路的桥梁
巴伦:平衡-非平衡转换器 (balanced-to-unbalanced converter),是一种无源器件,通常也是互易的,常被视为三端口网络 。
其核心功能是在平衡传输线(例如差分信号对)与非平衡传输线(例如同轴电缆或单端微带线)之间进行尽可能无损的信号转换(阻抗变换)。同时平衡端口P和N的两个信号建立精确的180°相位差,以及相同的信号摆幅。
阻抗匹配是指确保负载的阻抗等于信源的阻抗的过程。这一概念在射频工程实践中至关重要,因为它能最大限度地减少信号反射,提高信号功率的传输效率。 在理想的阻抗匹配情况下,能量不会反射回源端,确保负载接收到最大可用功率。
但当阻抗失配时,一部分信号能量会被反射回信源端,导致传输到负载的功率减少。同时因为反射信号会和输入信号叠加,所以还会导致信号失真,而损失的这部分能量会变成无效的热能,这些热能会升高器件的自身温度从而降低器件的使用寿命,甚至可能直接损坏信源组件 。
同时因为信号受到反射信号的干扰会导致信号失真,也会大大降低信道的信噪比,增加信号传输的错误率。
回到ADRV902x上,其中针对100Ω差分输入阻抗的RX和ORX端口,需要采用1:2的巴伦,完成50Ω单端到100Ω差分的阻抗变换。
同时针对50Ω差分阻抗输出的TX端口,需要采用1:1的巴伦完成50Ω差分到50Ω单端的阻抗变换。
为了得到尽可能大的模拟输入输出带宽,这里主要讨论Mini-Circuits的TCM2-63WX+(1:2)和TCM1-63WX+(1:1)
假如使用了错误的巴伦,比如在50Ω差分转到50欧姆单端的系统中使用了TCM2-63WX+,那么会导致信号失衡,产生因为驻波增大而产生的信号反射,衰减增大的问题,以及由反射信号和入射信号叠加导致的信号失真问题。