Transformador de RF explicado

Los transformadores de RF son dispositivos pasivos de dos o más puertos con una amplia gama de usos para muchas aplicaciones de RF. Uno de los usos más comunes de un transformador de RF es el Balun, que proporciona un acoplamiento eficiente entre circuitos de transmisión no balanceados y circuitos balanceados. Otros usos comunes son para la adaptación de impedancias entre circuitos de diferentes impedancias. Otras aplicaciones incluyen el aislamiento de CC, la inyección de corriente de CC o la mejora del rechazo de un circuito en modo común.

Los transformadores de RF funcionan a través del mecanismo de acoplamiento magnético entre conductores estructurados de tal manera que proporcionen la función deseada. Existe una amplia gama de tecnologías de transformadores de RF, que incluyen núcleo y cable, línea de transmisión, cerámica cocida a baja temperatura (LTCC) y circuito integrado de microondas monolítico (MMIC), y los transformadores se construyen de manera diferente según la tecnología. Por ejemplo, la tecnología de transformador original era núcleo y alambre, donde dos conductores aislados se envolvían alrededor de un núcleo ferromagnético o de aire.

Con un transformador de núcleo y alambre, el flujo magnético desarrollado dentro del núcleo al inyectar una corriente alterna a través de una de las rutas conductoras da como resultado una corriente en la ruta secundaria. La relación del número de vueltas alrededor del núcleo determina el alcance de la transformación de impedancia de un lado del transformador al otro. En este caso, el rendimiento del transformador de RF depende en gran medida de las propiedades del material del núcleo utilizado. Por ejemplo, si se utiliza un núcleo ferromagnético, el comportamiento magnético del núcleo depende de la temperatura, frecuencia y potencia de las señales que lo atraviesan. Por lo tanto, es necesaria una selección cuidadosa del material del núcleo y las prácticas de fabricación del transformador para lograr un rendimiento óptimo del transformador.

Los transformadores también se pueden fabricar envolviendo líneas de transmisión alrededor de núcleos ferromagnéticos o de aire. Además, las líneas de transmisión de un cuarto de onda también se pueden utilizar para construir otro tipo de transformador de RF. Los transformadores de RF LTCC y MMIC se fabrican utilizando conductores planos y capas aislantes para desarrollar transformadores de RF de muy alta frecuencia en factores de forma compactos. Dado que el tamaño físico de un transformador de RF influye en gran medida en los parámetros de rendimiento de RF, los transformadores de RF LTCC y MMIC suelen presentar un rendimiento de baja frecuencia deficiente en comparación con los transformadores de línea de transmisión y núcleo físicamente más grandes.

Aplicaciones comunes de transformadores de RF

• Transformación de impedancia (es decir, coincidencia de impedancia)
• Acoplamiento eficiente de circuitos balanceados a no balanceados
• Transformación de voltaje
• Proporcionar aislamiento de CC entre circuitos
• Inyectar corriente continua en una ruta de RF
• Mejora del rechazo de modo común (CMR)
• Aislamiento de tierra
• Filtrado de señales de alta frecuencia de una línea de señal

fuente de la imagen destacada:Pasternack