Wilkinson Power Divider Splitter Combiner

Wilkinson Power Divider Splitter Combiner

- Overblik og væsentlige i Wilkinson divider splitter combiner - hvordan det virker, design kriterier og formler.

Wilkinson divider splitter / Wilkinson combiner er en form for magt splitter / power combiner, der ofte bruges i mikrobølgeovn applikationer. Det bruger kvartbølge transformere, som er let fremstillet som kvart bølge linjer på printkort og som et resultat det giver mulighed for at bevise en meget billig og enkel splitter / divider / Combiner mens det stadig giver høje niveauer af ydeevne. Mens den trykte kredsløb transmission linje tilgang er almindeligt anvendt til Wilkinson divider / splitter combiner, er det også muligt at anvende andre former for transmission linje (f.eks koaksialkabler) eller klumpet kredsløbselementerne (spoler og kondensatorer).

Wilkinson power divider eller Wilkinson splitter, som det også kaldes tager sit navn fra Ernest Wilkinson, elektronik ingeniør, der oprindeligt blev udviklet det i 1960s. Wilkinson offentliggjorde sin idé i IRE Trans. om Microwave Teori og teknikker i januar 1960 under titlen: "En N-vejs Power Divider".

Det kan ses af titlen på det papir, idéen til, hvad der nu er kendt som Wilkinson power splitter er for en multipel port enhed, selv om de mest almindelige implementering set i praksis i disse dage er en tovejs skillevæg.


Wilkinson power divider splitter combiner fordele og ulemper

For at afgøre, om du vil bruge en Wilkinson power divider splitter / Wilkinson combiner, er det nødvendigt at afveje fordele og ulemper ved at bruge dem.

fordele:

-Enkelhed: Wilkinson-skillelinjen / splitteren / kombinationsenheden er særlig enkel og kan let realiseres ved hjælp af trykte komponenter på et printkort. Det er også muligt at bruge klumpede spoler og kondensatorelementer, men dette komplicerer det overordnede design.

-Omkostning: Når Wilkinson-strømdeleren realiseres ved hjælp af printkortelementer, er omkostningerne meget lave - muligvis den eneste stigning over den anvendte enkeltmodstand, skyldes en stigning i kortområdet anvendt som et resultat af de trykte elementer. For at reducere tab kan det dog være nødvendigt at bruge et PCB-substrat med lavt tab, og dette vil øge omkostningerne.

-Tab: Hvis der blev brugt perfekte komponenter, ville Wilkinson-splitterdeleren ikke indføre noget yderligere tab ud over det, der skyldes fordelingen af ​​strømmen mellem de forskellige porte. Ud over dette kan de virkelige komponenter, der anvendes til Wilkinson-splitteren, være meget lave tab, især når PCB-transmissionslinjer anvendes sammen med PCB-substrat med lavt tab.

-isolation: Wilkinson divider / combiner giver en høj grad af isolation mellem "output" -portene.

Ulemper:
-Frekvensrespons: Da Wilkinson-splitteren er baseret på brugen af ​​kvartbølgetransmissionslinjer, har den en begrænset båndbredde, selvom der er nogle Wilkinson-splitters til rådighed, der tilbyder rimelig bred båndbredde.


2 vejs Wilkinson power divider basics
Selv om Wilkinson power divider begreb kan anvendes for en N-vejs system, er det lettest at se, hvordan det fungerer som en tovejs-system, og senere udvide det ud for at se, hvordan Wilkinson power splitter kan bruges som en n-vejs enhed.
Wilkinson power divider / Wilkinson combiner bruger kvartbølge transformere at opdele indgangssignalet for at tilvejebringe to outputsignaler, der er i fase med hinanden.

En tovejs Wilkinson power splitter / divider og Wilkinson combiner

Modstanden mellem de to output-porte gør det muligt for to udgange til matchede giver samtidig isolation. Modstanden ikke sprede nogen strøm, og som et resultat Wilkinson power divider kan teoretisk være tabsfri. I praksis er der nogle tab, men disse er generelt lav.

De værdier inden for to måde Wilkinson divider / Combiner kan beregnes:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Hvor:
R = værdien af ​​det terminerende modstand forbundet mellem de to porte
Zo = den karakteristiske impedans af det samlede system

Zmatch = impedans kvartbølge transformere i benene af effektfordeleren combiner.

For at se, hvordan Wilkinson divider virker, overveje et signal ind i venstre port, port 1 i diagrammet ovenfor. Signalet når den fysiske split og passerer til begge udgange, havne to og tre af Wilkinson divider. Da de to ben af ​​splitter / divider er identiske, vil de signaler, der fremkommer i udgangene har samme fase. Dette betyder, at havnene 2 og 3 vil være på samme potentiale og ingen strøm vil flyde i modstanden.

Da strømmen bliver opdelt, er det nødvendigt at sikre, at impedanser i Wilkinson divider opretholdes. For at opnå dette skal de to output porte hver fremstå som en impedans på 2 x Zo - de to output havne i 2 Zo i parallel vil fremlægge en samlet impedans på Zo. Impedans transformation opnås ved at placere en kvart bølge transmission linje mellem stjernen punkt og output - transmission line har en impedans på 1.414 x Zo. På denne måde er impedansen i systemet bevares.

Wilkinson divider er en ideel form for splitter / divider for mange RF-applikationer. Det giver et lavt niveau for tab og opretholder en høj grad af isolering mellem udgangsportene. En yderligere fordel er, at det ofte kan gøres meget billigt, når de anvendes ved mikrobølgefrekvenser, fordi transmission line elementer kan udskrives på printkortet. Dette betyder, at den eneste komponent, der kræves for Wilkinson divider er en modstand.

Læg en besked 

Message List