balun, y circuitos de balun

Según la hoja de datos, \ $ \ small C_ {124} \ $ es un condensador de desacoplamiento de valor relativamente alto y \ $ \ small L_ {131} C_ {131} = L_ {121} C_ {121} = LC = 1 / {{\ omega_ {n}} ^ 2} \ $. Los valores de los componentes son: \ $ \ small L = 33nH; \: C = 6.8pF \ $, dando una frecuencia natural de \ $ \ small \ omega_n = 2.11 \ veces 10 ^ 9 rad / sec \ $, o \ $ \ small f_n = 336MHz \ $, lo que llevará a una frecuencia de resonancia ligeramente menor, \ $ \ small f_r \ $, en un circuito práctico donde se toma en cuenta la resistencia.

Supongamos ahora algunas pequeñas series de resistencia, \ $ \ small R \ $, en cada una de las ramas que conducen a los pines 12 y 13, por lo tanto, tenemos dos circuitos L / C / R de serie con el \ $ \ small V_n \ $ y \ $ \ small V_p \ $ señales tomadas a través del condensador y el inductor respectivamente. Usando la regla del divisor de voltaje, \ $ \ small V_n \ $ y \ $ \ small V_p \ $ pueden expresarse en términos del voltaje de entrada al balun, \ $ \ small V_i \ $ (es decir, la señal en la unión de \ $ \ small L_ {122} / L_ {131} / C_ {121} \ $) como: $$ \ small V_n = \ frac {\ frac {1} {LC}} {s ^ 2 + \ frac {R} {L} s + \ frac {1} {LC}} V_i $$ $$ \ small V_p = \ frac {s ^ s} {s ^ 2 + \ frac {R} {L} s + \ frac {1} {LC}} V_i $$

Escribiendo esto en forma estándar:

$$ \ small V_n = \ frac {\ omega_n ^ 2} {s ^ 2 + 2 \ zeta \ omega_n s + \ omega_n ^ 2} V_i $$ $$ \ small V_p = \ frac {s ^ 2} {s ^ 2 + 2 \ zeta \ omega_n s + \ omega_n ^ 2} V_i $$

donde \ $ \ small \ zeta = \ frac {R} {2} \ sqrt {\ frac {C} {L}} \ $

Observe que \ $ \ small V_n \ $ y \ $ \ small V_p \ $ son versiones filtradas de paso bajo y paso alto de \ $ \ small V_i \ $, respectivamente.

Mover ahora del dominio Laplace al dominio de frecuencia (\ $ \ small s \ rightarrow j \ omega \ $):

$$ \ small V_n = \ frac {\ omega_n ^ 2} {(\ omega_n ^ 2- \ omega ^ 2) + j2 \ zeta \ omega \ omega_n} V_i $$ $$ \ small V_p = \ frac {- \ omega ^ 2} {(\ omega_n ^ 2- \ omega ^ 2) + j2 \ zeta \ omega \ omega_n} V_i $$

Ahora vamos a \ $ \ small \ omega = \ omega_n \ $:

$$ \ small V_n = \ frac {\ omega_n ^ 2} {j \: 2 \ zeta \ omega_n ^ 2} V_i \: = \: \ frac {-j} {2 \ zeta} V_i = \ frac {V_i} {2 \ zeta} \ large \ angle \ small-90 ^ o $$ $$ \ small V_p = \ frac {- \ omega_n ^ 2} {j \: 2 \ zeta \ omega_n ^ 2} V_i \: = \: \ frac {j} {2 \ zeta} V_i = \ frac {V_i} {2 \ zeta} \ large \ angle \ small + 90 ^ o $$

Por lo tanto, \ $ \ small V_p \ $ y \ $ \ small V_n \ $ tienen la misma magnitud pero la fase se desplaza en \ $ \ small 180 ^ o \ $, es decir, una es la inversa de la otra, por lo que cuando son restado $$ \ small V_p-V_n = \ frac {V_i} {\ zeta} \ large \ angle \ small + 90 ^ o $$

Usando los valores para \ $ \ small L \ $ y \ $ \ small C \ $ dados en la hoja de datos, \ $ \ small \ zeta = 7.2 \ times 10 ^ {- 3} R \ $, y la ganancia de voltaje en \ $ \ small 336 \: MHz \ $ será grande (alrededor de \ $ \ small 60 \: dB \ $ para \ $ \ small R = 0.1 \ Omega \ $). Esta ganancia se reduce a alrededor de \ $ \ small 15 \: dB \ $ a la frecuencia operativa de \ $ \ small 315 \: MHz \ $.

Las señales de ruido en modo común se rechazan debido a la sustracción realizada en las señales \ $ \ small V_p \ $ y \ $ \ small V_n \ $.

En la resonancia en serie L131 + C121, cree señales de +90, -90 grados para crear la diferencia de 180 grados en el rango Q.

  

El diseño de referencia forma un balun que convierte la señal de RF diferencial en CC1101 en una señal de RF de extremo único a la antena . Junto con una red LC adecuada, los componentes de balun también transforman la impedancia para que coincida con una carga 50R.

• Respuesta a (2):
  Tu escribiste

    

  "Como lo entiendo, el balun es útil para rechazar el ruido de modo común   recogido por el cable RF "

  Eso es cierto, pero no es lo que hace en general ; Tampoco es por eso que está aquí en este circuito.

  En general (y también aquí en este circuito) simplemente conecta una línea balanceada (lado IC) a una línea no balanceada (antena particular).
  Por lo tanto, el nombre: BAL anced- UN balanceado.

• Respuesta a (1):
  La impendencia de las dos subredes (compuesta por C121, L121, C124 y compuesta por C131, L131) debe crear tales cambios de fase en la frecuencia particular que las señales de ambas trayectorias se superponen constructivamente en el nodo desequilibrado o viceversa que la potencia de la la línea no balanceada se divide en dos señales de relación de fase opuesta (dependiendo de si se trata de un transmisor o receptor).

El comportamiento diferencial es muy importante para la operación exitosa, no falsa, de ese RF IC.

La salida de un solo extremo de un transmisor, con la corriente de carga regresando al silicio mediante cualquiera y todas las patillas GND y RTN e incluso las patillas VDD, con los condensadores de bypass inyectados GND, es un gran riesgo de oscilación.

Usando esta fórmula: Foscillation = Rload / (2 * pi Av Lgnd), encontramos que con 50_ohm de carga, ganancia de UNO, y 10nH Lgnd, la frecuencia de oscilación más baja es

50 / (6.28 * 1 * 1e-8) o aproximadamente 900 MHz.

Sin embargo, dentro de un transmisor, hay mucha amplificación, incluso si solo son las últimas etapas de la amplificación de potencia de RF. Por lo tanto, Av = 1 es demasiado bajo.

Resumen: los transmisores de un solo extremo son un gran riesgo; El IC de su pregunta utiliza pines de salida diferencial, para la estabilidad y, por lo tanto, para evitar la energía espuria.

Los mismos riesgos ocurren en el receptor.