Wilkinson Power Divider Splitter Combiner

Wilkinson Power Divider Splitter Combiner

- Oorsig en noodsaaklikhede van die Wilkinson deler splitter combiner - hoe dit werk, ontwerp kriteria, en formules.

Die Wilkinson deler splitter / Wilkinson combiner is 'n vorm van mag splitter / krag combiner wat dikwels gebruik word in die mikrogolf aansoeke. Dit maak gebruik van kwartaal golf transformators, wat maklik vervaardigde as kwartaal golf lyne op printed circuit boards en as 'n gevolg wat dit bied die moontlikheid om te bewys 'n baie goedkoop en eenvoudige splitter / divider / combiner terwyl hy nog die verskaffing van hoë vlakke van prestasie. Terwyl die gedrukte stroombaan transmissielyn benadering is wyd gebruik word vir die Wilkinson deler / splitter combiner is, is dit ook moontlik om ander vorme van transmissie lyn (bv. koaksiale kabel) of kam skeer kring elemente (induktore en kapasitore) te gebruik.

Die Wilkinson krag divider of Wilkinson splitter soos dit ook bekend staan ​​sy naam van Ernest Wilkinson, die elektroniese ingenieur wat aanvanklik ontwikkel dit in die 1960s. Wilkinson gepubliseer sy idee in IRE Trans. op Mikrogolf teorie en tegnieke, in Januarie 1960 onder die titel: "'n N-pad Power Divider".

Dit kan gesien word uit die titel van die artikel dat die idee vir wat nou bekend is as die Wilkinson mag splitter is vir 'n veelvuldige Poort toestel, hoewel die mees algemene implementering gesien in die praktyk hierdie dae is vir 'n tweerigting deler.


Wilkinson mag verdeel splitter combiner voor-en nadele

Ten einde te bepaal of 'n Wilkinson mag verdeel splitter / Wilkinson combiner te gebruik, is dit nodig om te weeg die voor-en nadele van die gebruik van hulle.

Voordele:

-Eenvoud: die Wilkinson-verdeler / splitter / kombineerder is besonder eenvoudig en kan maklik gerealiseer word met behulp van gedrukte komponente op 'n gedrukte stroombaanbord. Dit is ook moontlik om klontinduktor- en kondensator-elemente te gebruik, maar dit bemoeilik die algemene ontwerp.

-Koste: Wanneer die Wilkinson-kragverdeler gerealiseer word met behulp van gedrukte stroombaanelemente, is die koste baie laag - moontlik is die enigste toename bo dié van die enkele weerstand wat gebruik word as gevolg van 'n toename in die oppervlak van die bord wat gebruik word as gevolg van die gedrukte elemente. Om verliese te verminder, moet 'n PCB-substraat met lae verlies egter gebruik word, wat die koste verhoog.

-Verlies: As perfekte komponente gebruik word, sal die Wilkinson-verdeler geen ekstra verlies veroorsaak as gevolg van die verdeling van die krag tussen die verskillende hawens nie. Daarbenewens kan die werklike komponente wat vir die Wilkinson-splitser gebruik word, baie lae verliese hê, veral as PCB-transmissielyne saam met lae-verlies-PCB-substraatmateriaal gebruik word.

-isolasie: Die Wilkinson-verdeler / kombineerder bied 'n hoë mate van isolasie tussen die "uitvoer" -poorte.

Nadele:
Frekwensie-reaksie: Aangesien die Wilkinson-splitter gebaseer is op die gebruik van kwartgolf-transmissielyne, het dit 'n beperkte bandwydte, hoewel daar 'n paar Wilkinson-splitters beskikbaar is wat redelik wye bandwydte bied.


2 manier Wilkinson mag deler basiese beginsels
Hoewel die Wilkinson mag deler konsep kan gebruik word vir 'n N-pad stelsel, is dit die maklikste om te sien hoe dit bedryf as 'n tweerigting-stelsel, en later uit te brei dit uit om te sien hoe die Wilkinson mag splitter kan as 'n n-manier gebruik word toestel.
Die Wilkinson krag divider / Wilkinson combiner gebruik kwartaal golf transformators die insetsein twee uitset seine wat in fase met mekaar te voorsien om te verdeel.

'N tweerigting Wilkinson krag vanr splitter / deler en Wilkinson combiner

Die weerstand tussen die twee afvoer poorte in staat stel om die twee uitgange te pas, terwyl ook die verskaffing van isolasie. Die weerstand het geen krag ontbind, en as 'n gevolg van die Wilkinson mag deler kan teoreties lossless. In die praktyk is daar 'n paar verliese, maar dit is oor die algemeen laag.

Die waardes in die twee manier Wilkinson deler / combiner kan bereken word:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x So

waar:
R = die waarde van die tydelike weerstand verbind tussen die twee hawens
So = die karakteristieke impedansie van die algehele stelsel

Zmatch = die impedansie van die kwartaal golf transformators in die bene van die krag divider combiner.

Ten einde om te sien hoe die Wilkinson deler werk, oorweeg om 'n sein wat die linkerhand hawe, die hawe 1 in die diagram hierbo. Die sein bereik die fisiese split en gaan aan beide uitgange, hawens twee en drie van die Wilkinson deler. As die twee bene van splitter / deler is identies, sal die seine wat by die uitgange het dieselfde fase. Dit beteken dat die hawens 2 3 en sal by dieselfde potensiaal en geen stroom in die resistor vloei.

As die krag word verdeel, is dit nodig om te verseker dat die impedansies binne die Wilkinson deler in stand gehou word. Om dit te bereik, moet die twee afvoer poorte elk verskyn as 'n impedansie van 2 x So - die twee afvoer poorte van 2 So in parallel sal 'n impedansie van So bied. Die impedansie transformasie bereik deur die plasing van 'n kwart golf transmissielyn tussen die sterre punt en die uitset - die transmissie lyn het 'n impedansie van 1.414 x So. Op hierdie wyse word die impedansie binne die stelsel in stand gehou.

Die Wilkinson deler is 'n ideale vorm van splitter / deler vir baie RF aansoeke. Dit bied 'n lae vlak van verlies en handhaaf 'n hoë vlak van isolasie tussen die afvoer poorte. 'N Verdere voordeel is dat dit dikwels baie goedkoper gemaak kan word wanneer dit gebruik word op die mikrogolf frekwensies omdat die transmissielyn elemente kan op die kring raad gedruk word. Dit beteken dat die enigste komponent wat nodig is vir die Wilkinson deler is 'n weerstand.

Los 'n boodskap 

boodskap Lys