Wilkinson Ισχύς Διαχωριστικό Splitter Combiner

Wilkinson Ισχύς Διαχωριστικό Splitter Combiner

- Επισκόπηση και προϊόντα πρώτης ανάγκης της Wilkinson διαιρέτη splitter συνδυασμού - πώς λειτουργεί, τα κριτήρια σχεδιασμού και τύπους.

Η Wilkinson διαιρέτης διαιρέτη / συνδυαστή Wilkinson είναι μια μορφή της δύναμης διαιρέτη / συνδυαστή ισχύος που χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές μικροκυμάτων. Χρησιμοποιεί μετασχηματιστές κύμα τρίμηνο, η οποία είναι εύκολα κατασκευάζονται οι γραμμές κύμα τρίμηνο σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων και ως εκ τούτου προσφέρει τη δυνατότητα να αποδείξει ένα πολύ φθηνό και απλό splitter / διαιρέτη / συνδυαστή ενώ εξακολουθούν να παρέχουν υψηλά επίπεδα απόδοσης. Ενώ το τυπωμένο προσέγγιση γραμμής μεταφοράς πλακέτα κυκλώματος χρησιμοποιείται ευρέως για την Wilkinson διαιρέτη / συνδυαστή splitter, είναι επίσης δυνατόν να χρησιμοποιηθούν άλλες μορφές της γραμμής μεταφοράς (π.χ. ομοαξονικό καλώδιο) ή συγκεντρωμένων στοιχεία του κυκλώματος (πηνία και πυκνωτές).

Η διαιρέτη ισχύος Wilkinson Wilkinson splitter ή όπως είναι επίσης γνωστό έχει πάρει το όνομά του από Ernest Wilkinson, ο ηλεκτρονικός μηχανικός που αναπτύχθηκε αρχικά στις 1960s. Wilkinson δημοσίευσε την ιδέα του σε IRE Trans. στις μικροκυμάτων Θεωρία και τεχνικές, τον Ιανουάριο 1960 υπό τον τίτλο: «Ένα Ν-way Ισχύς Διαχωριστικό".

Μπορεί να δει κανείς από τον τίτλο του χαρτιού που η ιδέα για αυτό που είναι τώρα γνωστή ως διαχωριστή ισχύος Wilkinson είναι μια πολλαπλή λιμάνι της συσκευής, αν και η πιο κοινή εφαρμογή δει στην πράξη αυτές τις μέρες είναι για έναν τρόπο δύο διαιρέτη.


Wilkinson διαχωριστή ισχύος πλεονεκτήματα splitter συνδυασμού και τα μειονεκτήματα

Προκειμένου να καθοριστεί εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε μια συνδυαστική Wilkinson διαιρέτη ισχύος splitter / Wilkinson, είναι απαραίτητο να σταθμίσει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης τους.

Φόντα:

- Απλότητα: Ο διαχωριστής / διαχωριστής / συνδυαστής Wilkinson είναι ιδιαίτερα απλός και μπορεί εύκολα να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας τυπωμένα εξαρτήματα σε πλακέτα τυπωμένων κυκλωμάτων. Είναι επίσης δυνατό να χρησιμοποιηθούν στρογγυλά στοιχεία επαγωγέα και πυκνωτή, αλλά αυτό περιπλέκει τη συνολική σχεδίαση.

- Κόστος: Όταν το διαχωριστικό ισχύος Wilkinson πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας στοιχεία πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, το κόστος είναι πολύ χαμηλό - πιθανώς η μόνη αύξηση πάνω από αυτήν της μίας αντίστασης που χρησιμοποιείται προκύπτει από την αύξηση της περιοχής της πλακέτας που χρησιμοποιείται ως αποτέλεσμα των τυπωμένων στοιχείων. Ωστόσο, για τη μείωση των απωλειών, ενδέχεται να χρειαστεί να χρησιμοποιηθεί υπόστρωμα PCB χαμηλής απώλειας και αυτό θα αυξήσει το κόστος.

- Απώλεια: Εάν χρησιμοποιήθηκαν τέλεια εξαρτήματα, ο διαχωριστής Wilkinson splitter δεν θα εισήγαγε επιπλέον απώλεια πάνω από αυτήν που προκύπτει από την κατανομή ισχύος μεταξύ των διαφόρων θυρών. Εκτός από αυτό, τα πραγματικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για τον διαχωριστή Wilkinson μπορεί να έχουν πολύ χαμηλή απώλεια, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται γραμμές μετάδοσης PCB μαζί με υλικό υποστρώματος PCB χαμηλής απώλειας.

-Απομόνωση: Ο διαχωριστής / συνδυαστής Wilkinson παρέχει υψηλό βαθμό απομόνωσης μεταξύ των θυρών "εξόδου".

μειονεκτήματα:
-Απόκριση συχνότητας: Καθώς ο διαχωριστής Wilkinson βασίζεται στη χρήση γραμμών μετάδοσης κυματικών τετάρτων, έχει περιορισμένο εύρος ζώνης, αν και υπάρχουν διαθέσιμοι διαχωριστές Wilkinson που προσφέρουν εύλογα εύρη ζώνη.


2 τρόπο βασικά διαιρέτη Wilkinson ρεύματος
Αν και η έννοια Wilkinson διαχωριστή ισχύος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένα σύστημα Ν-τρόπο, είναι πιο εύκολο να δούμε πώς θα λειτουργεί ως ένα σύστημα διπλής κατεύθυνσης, και αργότερα να αναπτύξετε για να δούμε πώς ο διαιρέτης ισχύος Wilkinson μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως n-way συσκευή.
Ο συνδυαστής Wilkinson διαιρέτη ισχύος / Wilkinson χρησιμοποιεί μετασχηματιστές κύμα τρίμηνο να χωρίσει το σήμα εισόδου για να παρέχει δύο σήματα εξόδου τα οποία είναι σε φάση με το άλλο.

Μια αμφίδρομη Wilkinson power splitter / διαιρέτη και Wilkinson συνδυασμού

Η αντίσταση μεταξύ των δύο θύρες εξόδου επιτρέπει τις δύο εξόδους για να ταιριάζει, ενώ παρέχει επίσης την απομόνωση. Η αντίσταση δεν διαλύσει οποιαδήποτε εξουσία, και ως εκ τούτου ο διαιρέτης ισχύος Wilkinson μπορεί θεωρητικά να είναι χωρίς απώλειες. Στην πράξη υπάρχουν κάποιες απώλειες, αλλά αυτά είναι γενικά χαμηλή.

Οι τιμές κατά την αμφίδρομη Wilkinson διαιρέτη / συνδυαστή μπορεί να υπολογιστεί:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Που:
R = η τιμή της αντιστάσεως τερματισμού συνδέεται μεταξύ των δύο θυρών
Zo = η χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του συνολικού συστήματος

Zmatch = η αντίσταση των μετασχηματιστών κύματος τρίμηνο στα πόδια του συνδυασμού διαχωριστή ισχύος.

Για να δείτε πώς λειτουργεί ο διαιρέτης Wilkinson, σκεφτείτε ένα σήμα που εισέρχεται το αριστερό χέρι το λιμάνι, το λιμάνι 1 στο παραπάνω διάγραμμα. Το σήμα φτάνει τη φυσική διάσπαση, και περνά από δύο εξόδους, δύο θύρες και τρεις του διαιρέτη Wilkinson. Δεδομένου ότι τα δύο σκέλη του διαχωριστή / διαιρέτη είναι πανομοιότυπα, τα σήματα που εμφανίζονται στις εξόδους θα έχουν την ίδια φάση. Αυτό σημαίνει ότι τα λιμάνια και 2 3 θα είναι στο ίδιο δυναμικό και δεν θα ρέει ρεύμα στην αντίσταση.

Καθώς η ισχύς γίνεται διάσπαση, είναι απαραίτητο να εξασφαλισθεί ότι οι σύνθετες αντιστάσεις εντός του διαιρέτη Wilkinson διατηρηθεί. Για να επιτευχθεί αυτό, οι δύο θύρες εξόδου πρέπει ο καθένας να εμφανίζεται ως αντίσταση της 2 x Zo - οι δύο θύρες εξόδου του 2 Zo παράλληλα θα παρουσιάσει μια συνολική σύνθετη αντίσταση Zo. Ο μετασχηματισμός της σύνθετης αντίστασης επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση μιας γραμμής τρίμηνο κύματος μετάδοσης μεταξύ του σημείου αστέρι και την έξοδο - η γραμμή μεταφοράς έχει σύνθετη αντίσταση 1.414 x Zo. Με αυτόν τον τρόπο, η σύνθετη αντίσταση εντός του συστήματος διατηρείται.

Ο διαιρέτης Wilkinson είναι μια ιδανική μορφή του splitter / διαιρέτη για πολλές εφαρμογές RF. Παρέχει ένα χαμηλό επίπεδο της απώλειας και διατηρεί ένα υψηλό επίπεδο απομόνωσης μεταξύ των θυρών εξόδου. Ένα περαιτέρω πλεονέκτημα είναι ότι μπορεί συχνά να γίνει πολύ φτηνά όταν χρησιμοποιούνται σε συχνότητες μικροκυμάτων, επειδή τα στοιχεία γραμμής μεταφοράς μπορεί να τυπωθεί πάνω στην πλακέτα κυκλώματος. Αυτό σημαίνει ότι το μόνο συστατικό που απαιτείται για την διαιρέτη Wilkinson είναι ένας αντιστάτης.

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων