TW201628254A - 平衡非平衡轉換器 - Google Patents

Abstract

一種平衡非平衡轉換器，包含一基板、二信號端點、一曲線部，及一接地部。該等信號端點設置於該基板，分別接收形成一差動信號對的一第一輸入信號及一第二輸入信號，且由其中一信號端點輸出一單端輸出信號。該曲線部設置於該基板，分別電連接該等信號端點。該接地部設置於該基板，受該曲線部彎折延伸圍繞且不與該曲線部電連接，輸出一接地信號。藉由設置圍繞該接地部彎折延伸的該曲線部，可將該等信號端點所接收的平衡訊號轉換為非平衡訊號輸出，並具有可直接成型於印刷電路板上、符合工作頻寬需求、去除額外的材料及加工成本之功效。

Description

平衡非平衡轉換器

本發明是有關於一種轉換器，特別是指一種射頻訊號的平衡非平衡轉換器(Balun)。

一般平衡非平衡轉換器(Balun，亦稱巴倫)適用於將平衡訊號轉換為非平衡訊號，平衡訊號一般包括一對差動信號，而非平衡訊號則指單端訊號，包括一個信號及一個接地。

常見射頻用的平衡非平衡轉換器多是使用磁心繞線圈的形式，如圖1曲線91所示，即為磁心繞線圈式的插入損失量測數值，一般量測數值需大於-6dB才為可使用區段，由圖1中可見，其頻寬表現極佳，一般可到GHz等級，但因材料成本高，並需要多一道將磁心繞線圈焊接整合在印刷電路板(Printed circuit board，縮寫為PCB)上的工序，導致加工時間及成本上升。

參閱圖2，為習知一種印刷電路板形式的平衡非平衡轉換器，該平衡非平衡轉換器包括分別設置於一印刷電路板19的一接地部11及一訊號部12，其優點在於可直接成型於該印刷電路板19上，因此幾乎不需額外的材料及 加工成本，然而，其缺點在於頻寬小，如圖1曲線92所示，為習知印刷電路板形式的插入損失量測數值，由圖1中可見，印刷電路板形式最多只有100MHz左右的頻寬(約500MHz~600MHz)，對於目前超高頻(Ultra High Frequency，縮寫為UHF)數位電視所使用的470MHz~770MHz(頻寬300MHz)頻帶來說，並不足夠。

因此，本發明之目的，即在提供一種可降低成本並兼具有高頻寬及阻抗特性值轉換功效的平衡非平衡轉換器。

於是，本發明平衡非平衡轉換器，包含一基板、二信號端點、一曲線部，及一接地部。

該等信號端點設置於該基板，分別接收一第一輸入信號及一第二輸入信號，且該第一輸入信號及該第二輸入信號形成一差動信號對，且由其中一信號端點輸出一單端輸出信號。

該曲線部設置於該基板，分別電連接該等信號端點。

該接地部設置於該基板，受該曲線部彎折延伸圍繞且不與該曲線部電連接，輸出一與該單端輸出信號搭配之接地信號。

本發明之功效在於：藉由設置圍繞該接地部彎折延伸的該曲線部，可將該等信號端點所接收的平衡訊號轉換為非平衡訊號輸出，除能滿足工作頻寬需求，並具有 可直接成型於印刷電路板上、不需額外的材料及加工成本之功效。

11‧‧‧基板

12‧‧‧信號端點

13‧‧‧曲線部

14‧‧‧接地部

141‧‧‧本體區

142‧‧‧延伸區

91~93‧‧‧曲線

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一量測波形圖；圖2是習知一種印刷電路板形式的平衡非平衡轉換器之示意圖；圖3是本發明平衡非平衡轉換器之一實施例的示意圖；及圖4是該實施例的另一樣態的示意圖；及圖5是一量測波形圖。

參閱圖3，本發明平衡非平衡轉換器之實施例包含一基板11、二信號端點12、一曲線部13，及一接地部14。

該基板11使用印刷電路板(Printed circuit board，縮寫為PCB)實施。

該等信號端點12設置於該基板11，分別接收一第一輸入信號及一第二輸入信號，且該第一輸入信號及該第二輸入信號形成一差動信號對，且由其中一信號端點12輸出一配合該接地部14的單端輸出信號。

該曲線部13設置於該基板11，分別電連接該等 信號端點12，該曲線部13之寬度配合常用的電木或玻纖印刷電路板為0.5~2公釐(mm)，較佳為1公釐。

該接地部14設置於該基板11，受該曲線部13 彎折延伸圍繞且不與該曲線部13電連接，輸出一與該單端輸出信號搭配之接地信號。

該接地部14包括一本體區141及複數由該本體 區141向外延伸之延伸區142，且該曲線部13沿該本體區141及該等延伸區142之外緣隔一第一距離圍繞。

於常用之電木或玻纖印刷電路板，該第一距離 為0.3~2公釐，較佳為0.5公釐。

於常用之電木或玻纖印刷電路板，該本體區141 實質上呈方形，該本體區141的長寬比值為1~1.6之間，較佳為1.33(20mm：15mm)。

於常用之電木或玻纖印刷電路板，該本體區141 的面積小於500平方公釐(mm²)，較佳為300平方公釐。

於常用之電木或玻纖印刷電路板，該等延伸區 142分別由該本體區141的相反兩側反向對稱延伸，該等延伸區142之延伸長度實質上相同，該等延伸區142之總數小於十，較佳為六(左右各三)，該等延伸區142之延伸長度與寬度之比值小於100，較佳為16(16mm：1mm)，該等延伸區142之延伸長度為5~30公釐，寬度為0.5~3公釐，較佳長度為15公釐，較佳寬度為1公釐，由於該等延伸區142若是形狀位置不對稱，會導致產品特性難以調整，因此較佳設計為彼此對稱。

參閱圖4，為本實施例的另一樣態，此樣態與上 述實施例的差異在於：相較於上述實施例，此樣態的上下長度延伸20%，該本體區141的長寬比值為1.11(20mm：18mm)、該本體區141的面積為360平方公釐、該等延伸區142之寬度為1.2公釐。

經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：

一、藉由於該基板11(印刷電路板)上設置圍繞該接地部14彎折延伸的該曲線部13，可將該等信號端點12所接收的該第一輸入信號、該第二輸入信號(平衡訊號)轉換為該單端輸出信號、該接地信號(非平衡訊號)並經由其中一信號端點12及該接地部14輸出，如此，不僅可以使平衡非平衡轉換器直接成型於印刷電路板上、不需額外的材料及加工成本，還可藉由彎折延伸的該曲線部13而達到數位電視所需的300MHz頻寬(頻帶為470MHz~770MHz)，如圖5中曲線93所示，為本實施例第一樣態的插入損失之量測數值，由圖5中可見，本實施例第一樣態之量測數值在470MHz~770MHz的頻帶中皆大於-6dB(由於第二樣態的量測數值類似於該第一樣態，因此於圖中未標示)，其可用區段符合數位電視所需的300MHz頻寬，相較於習知技術(圖5中曲線92)中頻寬最多只能到達100MHz，本實施例確可大幅提升頻寬。

二、藉由設置該等延伸區142，並使該曲線部 13沿該本體區141及該等延伸區142之外緣隔該第一距離圍繞，可以透過改變該等延伸區142的數目及長度影響該曲線部13的彎折情況，進而調整出應用上所需的阻抗比，相較於習知技術，磁心繞線圈形式因為是藉由繞線圈數調整阻抗，因此不能進行精確的阻抗比調整，而習知印刷電路板形式的阻抗比則是受限於1：1，因此，本實施例不僅可以透過改變該等延伸區142的數目及長度進行精確的阻抗比調整，還可調整出所需的任意阻抗比，具有實際應用上的極大靈活度，本實施例圖3中所示的阻抗比為4：1。

三、如圖5所示，插入損失之量測數值愈高， 表示插入損失愈小，表現愈佳，當量測數值低於-6dB時，即表示在此頻率的插入損失過大，並不適合使用，而本發明第一樣態之量測數值(圖5中曲線93)大部分高於習知印刷電路板形式(圖5中曲線92)，且於470MHz~770MHz頻帶中更是幾乎相同於習知磁心繞線圈形式(圖5中曲線91)的量測數值，可見其在應用的頻寬中，同時具有習知磁心繞線圈形式及印刷電路板形式之優點，整體表現優異。

綜上所述，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11‧‧‧基板

12‧‧‧信號端點

13‧‧‧曲線部

14‧‧‧接地部

141‧‧‧本體區

142‧‧‧延伸區

Claims (11)

1. 一種平衡非平衡轉換器，包含：一基板；二信號端點，設置於該基板，分別接收一第一輸入信號及一第二輸入信號，且該第一輸入信號及該第二輸入信號形成一差動信號對，並由其中一信號端點輸出一單端輸出信號；一曲線部，設置於該基板，分別電連接該等信號端點；及一接地部，設置於該基板，受該曲線部彎折延伸圍繞且不與該曲線部電連接，輸出一與該單端輸出信號搭配之接地信號。
2. 如請求項1所述的平衡非平衡轉換器，其中，該接地部包括一本體區及複數由該本體區向外延伸之延伸區，且該曲線部沿該本體區及該等延伸區之外緣隔一第一距離圍繞。
3. 如請求項2所述的平衡非平衡轉換器，其中，該等延伸區分別由該本體區的相反兩側反向對稱延伸。
4. 如請求項3所述的平衡非平衡轉換器，其中，該等延伸區之總數小於十。
5. 如請求項3所述的平衡非平衡轉換器，其中，該等延伸區之延伸長度實質上相同。
6. 如請求項2所述的平衡非平衡轉換器，其中，該本體區實質上呈方形。
7. 如請求項6所述的平衡非平衡轉換器，其中，該本體區的長寬比值為1~1.6之間。
8. 如請求項6所述的平衡非平衡轉換器，其中，該本體區的面積小於500平方公釐。
9. 如請求項6所述的平衡非平衡轉換器，其中，該等延伸區之延伸長度與寬度之比值小於100。
10. 如請求項6所述的平衡非平衡轉換器，其中，該等延伸區之延伸長度為5~30公釐，寬度為0.5~3公釐。
11. 如請求項6所述的平衡非平衡轉換器，其中，該曲線部之寬度為0.5~2公釐，該第一距離為0.3~2公釐。