窄頻 LC 平衡器（Balun）計算器
平衡器（Balun）把單端（不平衡）訊號轉成兩路振幅相同、相位相差 180° 的差動（平衡）訊號，常用於差動輸出的收發電路接單端天線，或偶極天線接同軸線。本工具計算集總式 LC 晶格平衡器，同時完成阻抗轉換。
單端 ↔ 差動同時做阻抗轉換 Z1 → Z2只需 2 顆 L、2 顆 C電感 nH・電容 pF
使用步驟
- 輸入不平衡端阻抗 Z1（一般 50 Ω）。
- 輸入平衡端阻抗 Z2（差動兩腳之間的阻抗）與中心頻率 fo（MHz）。
- 按計算，得到電感 L 與電容 C；兩顆電感、兩顆電容的數值分別相同。
- 依電路圖焊接，量測兩差動輸出的振幅與相位平衡後微調。
原理與公式
LC 晶格平衡器由一個低通 L 型（串聯 L、並聯 C）與一個高通 L 型（串聯 C、並聯 L）並聯組成。在中心頻率時兩路相移分別為 −90° 與 +90°，因此兩輸出相差 180°；每個元件的電抗等於兩端阻抗的幾何平均，順便把 Z1 轉換為 Z2：
Z = √(Z1 · Z2)
ω = 2π · fo
L = Z / ω
C = 1 / (ω · Z)
ω = 2π · fo
L = Z / ω
C = 1 / (ω · Z)
也就是在 fo 時 XL = XC = √(Z1·Z2)。
設計提示
- LC 平衡器屬窄頻設計，頻寬一般約為中心頻率的 10–20%；需要寬頻時請改用傳輸線或變壓器式 Balun。
- 兩路的對稱性決定相位平衡，請選相同系列的高 Q 電感與 C0G／NP0 電容，並讓兩路走線長度相近。
- 若差動端要接直流偏壓，可利用並聯接地電感的那一端，但需確認電感的直流電流額定。
- 差動輸出接天線前，可再用天線阻抗自動匹配計算剩餘失配。
常見問題 FAQ
- Z2 應該填差動阻抗還是單腳阻抗？
- 填差動阻抗，也就是兩個平衡輸出腳之間的總阻抗，例如差動輸出規格寫 100 Ω 差動，就填 100。
- Z1 等於 Z2 時還需要平衡器嗎？
- 需要。即使阻抗相同，單端與差動之間仍要做相位轉換；此時元件電抗等於 Z1。
- 為什麼實測相位不是 180°？
- 元件誤差、寄生電容與走線不對稱都會造成相位與振幅失衡，可微調其中一路的電容或電感改善。
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