Τι είναι ένα ισορροπημένο κύκλωμα;

Ένα ισορροπημένο κύκλωμα είναι ένα ηλεκτρικό ή ηλεκτρονικό κύκλωμα όπου το σήμα ή η ισχύς μεταφέρεται συμμετρικά σε δύο καλώδια. Σε αντίθεση με το μη ισορροπημένο κύκλωμα όπου η τάση φαίνεται σε ένα καλώδιο και στο κοινό, η έξοδος του ισορροπημένου κυκλώματος είναι συνήθως δύο καλώδια με ένα καλώδιο εξόδου σε διαφορά φάσης 180 μοιρών από το άλλο καλώδιο. Το κύκλωμα ισορροπίας χρησιμοποιείται για ατρωσία υψηλής ισχύος ή υψηλής ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής.

Για καλύτερη απόδοση θορύβου, το απλούστερο ισορροπημένο κύκλωμα είναι μια έξοδος μετασχηματιστή που έχει δευτερεύουσα περιέλιξη, η οποία είτε αιωρείται είτε έχει μια κεντρική βρύση για κοινή σύνδεση. Οι περισσότερες εφαρμογές βασικής ζώνης ήχου και τηλεπικοινωνιών χρησιμοποιούν ισορροπημένα κυκλώματα για να μεταφέρουν σήματα μεταξύ των ντουλαπιών εξοπλισμού. Οι κοινές γραμμές ισορροπίας είναι συνεστραμμένα ζεύγη που μπορούν να συνδυαστούν όπως στο καλώδιο των 25 ζευγών που είναι επίσης θωρακισμένο για να εκμεταλλευτεί περαιτέρω την ατρωσία ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών.

Τα πιο εξελιγμένα ισορροπημένα κυκλώματα μπορεί να χρησιμοποιούν μια βαθμίδα ενισχυτή τρανζίστορ τύπου γέφυρας ή έξοδο διπλού λειτουργικού ενισχυτή. Η προκύπτουσα έξοδος στο ρελαντί είναι 0 βολτ εναλλασσόμενο ρεύμα (VAC), το οποίο είναι το ίδιο όπως στην έξοδο του μετασχηματιστή. Ένα πλεονέκτημα της ηλεκτρονικής κίνησης έναντι του συζευγμένου μετασχηματιστή είναι το μειωμένο μέγεθος και βάρος του κυκλώματος που προκύπτει. Η απόκριση συχνότητας των καθαρών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων και των κυκλωμάτων χωρίς μετασχηματιστή είναι συνήθως ανώτερη από τις αντίστοιχες εξόδου του μετασχηματιστή.

Για ένα συνδεδεμένο σήμα μετασχηματιστή, αν και το ζεύγος σήματος είναι ισορροπημένο, θα μπορούσε να υπάρχει θόρυβος κοινής λειτουργίας που μπορεί να προκληθεί ως τάση θορύβου κοινής και εντός φάσης και στα δύο καλώδια του ισορροπημένου κυκλώματος. Αυτός ο θόρυβος απορρίπτεται από ένα χαρακτηριστικό γνωστό ως απόρριψη κοινού τρόπου λειτουργίας, το οποίο είναι η ικανότητα των λειτουργικών ενισχυτών να αγνοούν οποιοδήποτε σήμα που είναι κοινό τόσο στις εισόδους αναστροφής όσο και στις μη αναστροφικές. Στην ιδανική περίπτωση, εάν οι είσοδοι του λειτουργικού ενισχυτή είναι βραχυκυκλωμένες, οποιαδήποτε μη ισορροπημένη αιώρηση εισόδου σήματος, εντός των ονομαστικών επιπέδων, οδηγεί σε έξοδο λειτουργικού ενισχυτή 0 βολτ (V) και αυτό είναι απόρριψη κοινής λειτουργίας.

Τα ισορροπημένα κυκλώματα χρησιμοποιούν διάφορα εξαρτήματα για καλύτερο χειρισμό του ηλεκτρικού θορύβου. Στα κυκλώματα επικοινωνίας, τα επαναλαμβανόμενα πηνία χρησιμοποιούνται για μεγάλες αποστάσεις ισορροπημένων γραμμών για τη μείωση του θορύβου, όπως το βουητό που παράγεται από τα ηλεκτρικά κυκλώματα και τον παροδικό θόρυβο ρωγμών με εκκένωση κεραυνού. Αυτές οι συσκευές μειώνουν επίσης τον θόρυβο από τα ρεύματα βρόχου γείωσης που προκαλούνται όταν το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC), το οποίο υποτίθεται ότι διατρέχει τα ουδέτερα καλώδια, δρομολογείται κατά λάθος στην καλωδίωση γείωσης. Αυτό συμβαίνει όταν ο τερματισμός ισχύος εναλλασσόμενου ρεύματος έχει σύνδεση ουδέτερο προς γείωση στην πλευρά του εξοπλισμού αντί του πίνακα διανομής ηλεκτρικού ρεύματος AC.