
【計】 balanced circuit
在電子工程領域,"平衡電路"(英文:Balanced Circuit)指一種具有對稱結構、能夠有效抑制共模幹擾的電路設計。其核心特征是通過差分信號傳輸抵消外部噪聲,提升信號完整性與抗幹擾能力。以下從技術原理與應用角度分述:
結構對稱性
平衡電路由兩條完全對稱的傳導路徑組成(如雙絞線、差分對),信號以幅度相等、相位相反的差分模式(Differential Mode)傳輸。當外部電磁幹擾(EMI)作用于兩條路徑時,産生的共模噪聲(Common-Mode Noise)在接收端會被抵消,而有效信號因相位差被增強。
公式表達(接收端信號合成):
$$ V{out} = (V+ - V-) + frac{(V+ + V-)}{2} $$
其中 (V+) 和 (V_-) 為兩路徑信號,差值承載有效信息,和值反映共模噪聲。
共模抑制比(CMRR)
衡量電路抑制共模幹擾的關鍵指标,定義為差分增益與共模增益之比:
$$ text{CMRR (dB)} = 20 log_{10} left( frac{A_d}{A_c} right) $$
值越高表明抗幹擾性能越優。
專業音頻設備(如XLR接口)廣泛采用平衡傳輸,消除長距離纜線引入的嗡嗡聲(50/60 Hz工頻幹擾)。
USB、以太網等接口依賴差分對(如USB D+/D-)保證信號完整性,減少電磁輻射(EMI)。
平衡混頻器、放大器通過對稱設計降低本振洩漏,提升頻率轉換效率。
中文術語 | 英文術語 |
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平衡電路 | Balanced Circuit |
差分信號 | Differential Signal |
共模抑制比 | Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) |
對稱傳輸線 | Symmetric Transmission Line |
注:因搜索結果未提供有效鍊接,以上引用來源僅标注文獻名稱,建議通過學術數據庫或标準機構官網獲取原文。
平衡電路是一種通過對稱設計和信號處理來優化性能的電路結構,其核心在于利用信號的對稱性抑制幹擾。以下從定義、原理、應用及優缺點等方面進行詳細說明:
平衡電路是指由兩個導體及其連接的電路組成的對稱系統,這兩個導體對地線或其他參考點的阻抗相等。典型的實現方式是差分放大器,其關鍵特征在于信號對稱性:兩導線傳輸大小相等、極性相反的信號(如+Vs和-Vs)。這種對稱性使外部幹擾(如電磁噪聲)在接收端會被抵消,從而顯著提高抗幹擾能力。
數學上,完全平衡的條件需滿足: $$ R{S1} = R{S2}, quad R{L1} = R{L2}, quad V{S1} = V{S2} $$ 即源阻抗、負載阻抗及信號幅值均需對稱。
為實現平衡,導體的物理特性(如直徑、材料、長度)需高度一緻,同時需避免地環路電流引入額外噪聲。
如需更深入的技術細節,可參考搜狗百科和電子工程世界的權威解釋。
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