Co to jest obwód zrównoważony?
Zbalansowany obwód to obwód elektryczny lub elektroniczny, w którym sygnał lub moc są przesyłane symetrycznie w dwóch przewodach. W przeciwieństwie do obwodu niesymetrycznego, w którym napięcie jest widoczne w jednym przewodzie i wspólnym, wyjście obwodu zbalansowanego to zwykle dwa przewody o jednym przewodzie wyjściowym przy różnicy fazowej 180 stopni w stosunku do drugiego drutu. Układ zbalansowany służy do odporności na zakłócenia o dużej mocy lub elektromagnetyce.
Aby uzyskać lepszą charakterystykę szumów, najprostszym zbalansowanym obwodem jest wyjście transformatora, które ma uzwojenie wtórne, które jest pływające lub ma zaczep centralny do wspólnego podłączenia. Większość aplikacji audio i telekomunikacyjnych w paśmie podstawowym wykorzystuje zbalansowane obwody do przesyłania sygnałów między szafkami urządzeń. Wspólne linie symetryczne to skręcone pary, które można łączyć w wiązki jak w 25-parowym kablu, który jest również ekranowany, aby dodatkowo wykorzystać odporność na zakłócenia elektromagnetyczne.
Bardziej zaawansowane układy zrównoważone mogą wykorzystywać mostkowy stopień wzmacniacza tranzystorowego lub podwójne wyjście wzmacniacza operacyjnego. Wynikowa moc wyjściowa na biegu jałowym wynosi 0 V prądu przemiennego (VAC), czyli tyle samo, co na wyjściu transformatora. Przewagą napędu elektronicznego nad sprzężonym transformatorem jest zmniejszony rozmiar i waga powstałego obwodu. Odpowiedź częstotliwościowa czysto elektronicznych i beztransformatorowych obwodów jest zwykle lepsza niż odpowiedniki wyjściowe transformatora.
W przypadku sygnału sprzężonego z transformatorem, chociaż para sygnałów jest zbalansowana, może występować szum w trybie wspólnym, który może być indukowany jako napięcie szumu wspólnego i w fazie na obu drutach obwodu zbalansowanego. Szum ten jest odrzucany przez funkcję znaną jako odrzucanie w trybie wspólnym, czyli zdolność wzmacniaczy operacyjnych do ignorowania dowolnego sygnału, który jest wspólny zarówno na wejściach odwracających, jak i nieodwracających. Idealnie, jeśli wejścia wzmacniacza operacyjnego są zwarte, wszelkie wahania wejściowe sygnału niezrównoważonego, w granicach poziomów znamionowych, powodują wyjście wzmacniacza operacyjnego 0 woltów (V), a jest to odrzucenie w trybie wspólnym.
Obwody zbalansowane wykorzystują różne komponenty do lepszego radzenia sobie z zakłóceniami elektrycznymi. W obwodach komunikacyjnych powtarzalne cewki są używane do długich rozpiętości linii zrównoważonych, aby zredukować szum, taki jak szum generowany przez obwody elektryczne i przejściowy hałas pękający z wyładowaniami piorunowymi. Urządzenia te redukują również szumy z prądów pętli uziemienia, które powstają, gdy prąd przemienny (AC), który ma przepływać przez przewody neutralne, jest błędnie poprowadzony do okablowania uziemiającego. Dzieje się tak, gdy zakończenie zasilania prądem przemiennym ma połączenie neutralne z ziemią po stronie urządzenia zamiast szafy rozdzielczej zasilania sieciowego.