Wilkinson Kuasa Divider Splitter penggabung

Wilkinson Kuasa Divider Splitter penggabung

- Gambaran keseluruhan dan keperluan daripada Wilkinson pembahagi splitter combiner - bagaimana ia berfungsi, kriteria reka bentuk, dan formula.

Yang Wilkinson pembahagi splitter / Wilkinson combiner adalah satu bentuk kuasa splitter / penggabung kuasa yang sering digunakan dalam aplikasi gelombang mikro. Ia menggunakan transformer gelombang suku, yang mudah direka sebagai garis suku gelombang pada papan litar bercetak dan akibat ia menawarkan kemungkinan untuk membuktikan splitter / pembahagi / penggabung sangat murah dan mudah sementara masih menyediakan tahap prestasi yang tinggi. Walaupun papan litar pendekatan talian penghantaran dicetak digunakan secara meluas untuk Wilkinson pembahagi / splitter penggabung, ia juga adalah mungkin untuk menggunakan lain-lain bentuk talian penghantaran (contohnya kabel sepaksi) atau unsur-unsur litar tergumpal (induktor dan kapasitor).

Kuasa Wilkinson pembahagi atau Wilkinson splitter kerana ia juga dikenali namanya daripada Ernest Wilkinson, jurutera elektronik yang pada mulanya dibangunkan ia dalam 1960s. Wilkinson diterbitkan idea dalam IRE Trans. Teori gelombang mikro dan Teknik, pada bulan Januari 1960 di bawah tajuk: "Seorang N hala Kuasa Divider".

Ia boleh dilihat dari tajuk kertas yang idea untuk apa yang kini dikenali sebagai kuasa Wilkinson splitter adalah untuk peranti port berganda, walaupun pelaksanaan yang paling biasa dilihat dalam amalan hari ini adalah untuk pembahagi dua cara.


Pembahagi kuasa kebaikan dan keburukan splitter combiner

Untuk menentukan sama ada untuk menggunakan penggabung Wilkinson kuasa pembahagi splitter / Wilkinson, adalah perlu untuk menimbangkan kebaikan dan keburukan menggunakan mereka.

Kelebihan:

-Kesederhanaan: Pembahagi / pemisah / pemisah Wilkinson sangat mudah dan dapat direalisasikan dengan mudah menggunakan komponen bercetak pada papan litar bercetak. Mungkin juga menggunakan elemen induktor dan kapasitor yang berkelok-kelok, tetapi ini menyukarkan reka bentuk keseluruhan.

-Biaya: Apabila pembahagi kuasa Wilkinson direalisasikan menggunakan elemen papan litar bercetak, kosnya sangat rendah - kemungkinan satu-satunya kenaikan di atas perintang tunggal yang digunakan adalah hasil daripada peningkatan kawasan papan yang digunakan sebagai hasil daripada unsur-unsur yang dicetak. Walau bagaimanapun untuk mengurangkan kerugian, substrat PCB dengan kerugian rendah mungkin perlu digunakan dan ini akan meningkatkan kos.

-Rugi: Sekiranya komponen sempurna digunakan, pembahagi pemisah Wilkinson tidak akan memperkenalkan kerugian tambahan di atas yang timbul daripada pembahagian daya antara port yang berlainan. Sebagai tambahan kepada ini, komponen sebenar yang digunakan untuk pemisah Wilkinson boleh mengalami kerugian yang sangat rendah, terutama ketika saluran transmisi PCB digunakan bersama dengan bahan substrat PCB yang rendah.

-isolasi: Pembahagi / penggabung Wilkinson memberikan tahap pengasingan yang tinggi antara port "output".

Kelemahan:
-Frekuensi frekuensi: Oleh kerana splitter Wilkinson didasarkan pada penggunaan saluran transmisi gelombang suku, ia mempunyai lebar jalur yang terhad, walaupun terdapat beberapa splitter Wilkinson yang tersedia yang menawarkan lebar jalur yang cukup luas.


Cara 2 asas-asas kuasa Wilkinson pembahagi
Walaupun Wilkinson konsep kuasa pembahagi boleh digunakan untuk sistem N-cara, ia adalah yang paling mudah untuk melihat bagaimana ia beroperasi sebagai satu sistem dua hala, dan kemudian mengembangkan ia keluar untuk melihat bagaimana kuasa Wilkinson splitter boleh digunakan sebagai n-cara peranti.
Kuasa Wilkinson pembahagi / Wilkinson combiner menggunakan transformer suku gelombang untuk berpecah isyarat input untuk menyediakan dua isyarat output yang berada dalam fasa satu sama lain.

A dua cara Wilkinson Power splitter / pembahagi dan Wilkinson combiner

Perintang antara kedua-dua pelabuhan output membolehkan kedua-dua output untuk dipadankan sementara juga menyediakan pengasingan. Perintang tidak hilang apa-apa kuasa, dan hasilnya kuasa Wilkinson pembahagi secara teori boleh menjadi Lossless. Dalam amalan terdapat kerugian, tetapi ini adalah rendah.

Nilai dalam tempoh dua cara Wilkinson pembahagi / penggabung boleh dikira:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Di mana:
R = nilai perintang yang disambungkan menamatkan antara kedua-dua pelabuhan
Zo = nilai galangan pada keseluruhan sistem

Zmatch = impedans bagi transformer gelombang suku di kaki yang combiner kuasa pembahagi.

Untuk melihat bagaimana pembahagi Wilkinson kerja-kerja, pertimbangkan isyarat memasuki pelabuhan tangan kiri, port 1 dalam rajah di atas. Isyarat sampai perpecahan fizikal dan pas untuk kedua-dua output, pelabuhan dua dan tiga daripada pembahagi Wilkinson itu. Seperti kedua-dua kaki splitter / pembahagi adalah sama, isyarat yang terdapat di output akan mempunyai fasa yang sama. Ini bermakna pelabuhan 2 3 dan akan berada di potensi yang sama dan tidak ada semasa akan mengalir dalam perintang.

Sebagai kuasa itu sedang berpecah, adalah perlu untuk memastikan bahawa nilai galangan dalam pembahagi Wilkinson yang dikekalkan. Untuk mencapai matlamat ini, kedua-dua pelabuhan output mesti setiap muncul sebagai impedans 2 x Zo - kedua-dua pelabuhan output 2 Zo selari akan membentangkan impedans keseluruhan Zo. Transformasi impedans dicapai dengan meletakkan gelombang garis suku penghantaran antara titik bintang dan output - talian penghantaran mempunyai impedans daripada 1.414 x Zo. Dengan cara ini, galangan dalam sistem dikekalkan.

Yang Wilkinson pembahagi adalah satu bentuk yang ideal bagi splitter / pembahagi untuk aplikasi RF banyak. Ia menyediakan tahap yang rendah kerugian dan mengekalkan tahap yang tinggi pengasingan antara pelabuhan output. Kebaikan lain ialah ia selalunya boleh dibuat sangat murah apabila digunakan pada frekuensi gelombang mikro kerana unsur-unsur talian penghantaran boleh dicetak di papan litar. Ini bermakna bahawa satu-satunya komponen yang diperlukan untuk pembahagi Wilkinson adalah perintang.

Tinggalkan pesanan 

Senarai mesej