Wilkinson Strøm Divider Splitter combiner

Wilkinson Strøm Divider Splitter combiner

- Oversikt og vesentlige av Wilkinson skillelinjen splitter combiner - hvordan det fungerer, designkriterier, og formler.

Den Wilkinson skillelinjen splitter / Wilkinson combiner er en form for makt splitter / effekkombinator som ofte brukes i mikrobølgeapplikasjoner. Den bruker kvartal bølge transformatorer, som er lett fabrikkert som kvartbølgelinjer på kretskort og som et resultat det gir mulighet for å bevise en svært billig og enkel splitter / skillevegg / combiner samtidig som høye nivåer av ytelse. Mens det trykte kretskort transmisjonslinje tilnærming er mye brukt for Wilkinson deler / kombinator splitter, er det også mulig å anvende andre former for overføringslinjen (f.eks koaksial kabel) eller lumped kretselementer (induktorer og kondensatorer).

Den Wilkinson effektdeler eller Wilkinson splitter som det også kalles tar sitt navn fra Ernest Wilkinson, elektronikkingeniør som i utgangspunktet utviklet det i 1960s. Wilkinson publiserte sin idé i IRE Trans. på Mikrobølgeovn Teori og teknikker i januar 1960 under tittelen: "An N-veis elektrisk Divider".

Det kan sees fra tittel av papiret at ideen for det som nå er kjent som Wilkinson strømsplitter er for en multippel-port-enhet, selv om den mest vanlige gjennomføringen sett i praksis i dag er for en to-veis divider.


Wilkinson makt divider splitter combiner fordeler og ulemper

For å avgjøre om du vil bruke en Wilkinson strøm skillelinjen splitter / Wilkinson combiner, er det nødvendig å veie opp fordeler og ulemper ved å bruke dem.

Fordeler:

-Enkelhet: Wilkinson skillelinje / splitter / kombinator er spesielt enkel og kan lett realiseres ved hjelp av trykte komponenter på et kretskort. Det er også mulig å bruke klumpeinduktor- og kondensatorelementer, men dette kompliserer den generelle utformingen.

-Kostnad: Når Wilkinson-strømdeleren realiseres ved hjelp av kretskortelementer, er kostnadene veldig lave - muligens den eneste økningen over den for den enkeltmotstanden som brukes, skyldes en økning i tavleområdet som er brukt som et resultat av de trykte elementene. Men for å redusere tap, kan det være nødvendig å bruke et PCB-substrat med lavt tap, og dette vil øke kostnadene.

-Tap: Hvis perfekte komponenter ble brukt, ville ikke Wilkinson-delingsdeleren innføre noe ekstra tap over det som oppstod ved fordelingen av kraften mellom de forskjellige portene. I tillegg til dette kan de virkelige komponentene som brukes til Wilkinson-splitteren være veldig lavt tap, spesielt når PCB-overføringslinjer brukes sammen med PCB-substrat med lavt tap.

-isolasjon: Wilkinson skillelinje / kombinator gir en høy grad av isolasjon mellom "utgang" -portene.

Ulemper:
-Frekvensrespons: Ettersom Wilkinson-splitteren er basert på bruk av kvartbølgeoverføringslinjer, har den en begrenset båndbredde, selv om det er noen Wilkinson-splittere tilgjengelig som tilbyr rimelig brede båndbredder.


2 veis Wilkinson makt divider grunnleggende
Selv om Wilkinson effektdeler konsept kan benyttes for et N-veis system, er det lettest å se hvordan den fungerer som et toveis-system, og senere ekspandere det ut til å vise hvordan Wilkinson strømsplitter kan brukes som en n-veis enhet.
Den Wilkinson effektdeler / kombinator Wilkinson benytter kvartbølgetransformatorer for å splitte inngangssignalet for å levere to utgangssignaler som er i fase med hverandre.

En toveis Wilkinson power splitter / skillevegg og Wilkinson combiner

Motstanden mellom de to utganger gjør de to utganger til matchet samtidig gir isolasjon. Motstanden ikke avgi noe strøm, og som et resultat av Wilkinson effektdeler kan teoretisk være tapsfri. I praksis er det noen tap, men disse er generelt lavt.

Verdiene innenfor toveis Wilkinson deler / kombinator kan beregnes:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Hvor:
R = den verdi av avslutningsmotstanden er koblet mellom de to porter
Zo = den karakteristiske impedans av den totale system

Zmatch = impedansen av kvartbølgetransformatorer i benene på den effektdeler kombinator.

For å se hvordan Wilkinson skillelinjen fungerer, bør du vurdere et signal inn i venstre port, port 1 i diagrammet over. Signalet når den fysiske splitt og går til begge utganger, havner to og tre av Wilkinson skillelinjen. Ettersom de to ben av splitter / skillevegg er identiske, vil de signaler som opptrer ved utgangene har samme fase. Dette betyr at portene 2 og 3 vil være på samme potensial, og ingen strøm vil gå i motstanden.

Når strømmen blir delt, er det nødvendig å sikre at de impedanser innen Wilkinson divider opprettholdes. For å oppnå dette, må de to utganger hver fremstå som en impedans på 2 x Zo - de to utganger av 2 Zo i parallell vil presentere en samlet impedans Zo. Impedansen transformasjonen blir oppnådd ved å plassere en kvartbølgetransmisjonslinje mellom stjernepunktet og utgang - en transmisjonslinje har en impedans på 1.414 x Zo. På denne måten, blir impedansen i systemet opprettholdes.

Den Wilkinson skillelinjen er en ideell form for splitter / avdeler for mange RF-applikasjoner. Det gir et lavt nivå av tap og opprettholder en høy grad av isolasjon mellom utgangsportene. En ytterligere fordel er at det ofte kan bli gjort svært billig når de brukes ved mikrobølgefrekvenser, fordi ledningselementene kan trykkes på kretskortet. Dette betyr at den eneste komponent som kreves for Wilkinson skillevegg er en resistor.

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste