Wilkinson macht divider splitter Combiner

Wilkinson macht divider splitter Combiner

- Overzicht en essentie van de Wilkinson divider splitter combiner - hoe het werkt, ontwerpcriteria en formules.

De Wilkinson divider splitter / Wilkinson combiner is een vorm van power splitter / combiner vermogen die vaak wordt gebruikt in microgolftoepassingen. Het maakt gebruik van kwart golf transformatoren, die gemakkelijk kunnen worden vervaardigd als kwart golf lijnen op printplaten en als gevolg daarvan biedt de mogelijkheid om te bewijzen een zeer goedkope en eenvoudige splitter / verdeler / combiner, terwijl het toch een hoog niveau van prestaties. Terwijl de printplaat transmissielijn benadering wordt wijd gebruikt voor Wilkinson divider / splitter combiner is het ook mogelijk om andere vormen van transmissie lijn (bijv. coaxiaalkabel) of adem elementen (spoelen en condensatoren) gebruikt.

De Wilkinson macht divider of Wilkinson splitter zoals het ook bekend ontleent zijn naam aan Ernest Wilkinson, de elektronica-ingenieur die oorspronkelijk ontwikkeld in de 1960s. Wilkinson gepubliceerd zijn idee in IRE Trans. op Microwave Theory and Techniques, in januari 1960 onder de titel: "Een N-way Power Divider".

Het blijkt uit de titel van het artikel dat het idee voor wat nu bekend staat als de Wilkinson power splitter betreft een meer poorten inrichting, hoewel de meest voorkomende uitvoering in de praktijk veel tegenwoordig betreft een tweeweg divider.


Wilkinson macht divider splitter combiner voor-en nadelen

Om te bepalen of een Wilkinson power divider splitter / Wilkinson combiner gebruiken, moet worden afgewogen en nadelen van het gebruik ervan.

voordelen:

-Eenvoud: De Wilkinson-verdeler / splitter / combiner is bijzonder eenvoudig en kan gemakkelijk worden gerealiseerd met behulp van gedrukte componenten op een printplaat. Het is ook mogelijk om geconcentreerde inductor- en condensatorelementen te gebruiken, maar dit bemoeilijkt het algehele ontwerp.

-Kosten: Wanneer de Wilkinson-vermogensverdeler wordt gerealiseerd met printplaatelementen, zijn de kosten erg laag - mogelijk is de enige toename boven die van de gebruikte enkele weerstand het gevolg van een toename van het gebruikte bordoppervlak als gevolg van de geprinte elementen. Om verliezen te verminderen, kan het echter nodig zijn een PCB-substraat met laag verlies te gebruiken en dit zou de kosten verhogen.

-Verlies: als er perfecte componenten zouden worden gebruikt, zou de Wilkinson-splitterverdeler geen extra verlies veroorzaken boven het verlies dat voortvloeit uit de verdeling van het vermogen tussen de verschillende poorten. Bovendien kunnen de echte componenten die voor de Wilkinson-splitter worden gebruikt, zeer verliesarm zijn, vooral wanneer PCB-transmissielijnen worden gebruikt in combinatie met verliesarm PCB-substraatmateriaal.

-isolatie: De Wilkinson verdeler / combiner zorgt voor een hoge mate van isolatie tussen de "output" poorten.

nadelen:
-Frequentierespons: aangezien de Wilkinson-splitter is gebaseerd op het gebruik van transmissielijnen met kwartgolven, heeft deze een beperkte bandbreedte, hoewel er enkele Wilkinson-splitters beschikbaar zijn die redelijk brede bandbreedtes bieden.


2 weg Wilkinson macht divider basics
Hoewel de Wilkinson power divider concept worden gebruikt voor een N-weg systeem is het eenvoudigst te zien hoe het functioneert als een tweeweg systeem, en later uit te breiden om te zien hoe de Wilkinson power splitter kan worden gebruikt als een n-manier apparaat.
De Wilkinson power divider / Wilkinson combiner gebruikt kwart golf transformator op het ingangssignaal twee uitgangssignalen die in fase met elkaar gesplitst.

Een twee manier Wilkinson power splitter / verdeler en Wilkinson combiner

De weerstand tussen de twee uitgangen kan de twee uitgangen op elkaar afgestemd, terwijl ook het verstrekken van isolatie. De weerstand geen stroom verdwijnen en als gevolg het Wilkinson power divider theoretisch verliesloos zijn. In de praktijk zijn er enkele verliezen, maar deze zijn algemeen laag.

De waarden binnen de twee weg Wilkinson divider / combiner kan worden berekend:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Waar:
R = de waarde van de afsluitweerstand aangesloten tussen de twee poorten
Zo = de karakteristieke impedantie van het totale systeem

Zmatch = de impedantie van de kwart golf transformatoren in de benen van de macht divider combiner.

Om te zien hoe de Wilkinson divider werkt, overweeg dan een signaal dat de linker-poort, poort 1 in bovenstaand schema. Het signaal bereikt de fysieke splitsing en gaat naar beide uitgangen, poorten twee en drie van de Wilkinson divider. Aangezien de twee benen van splitter / verdeler identiek zijn, zal de verschijnende signalen aan de uitgangen dezelfde fase hebben. Dit betekent dat havens 2 en 3 zullen dezelfde potentiaal en geen stroom wordt over de weerstand stroomt.

Als de stroom wordt verdeeld, is het noodzakelijk dat de impedanties binnen de Wilkinson divider gehandhaafd. Om dit te bereiken, moeten de twee uitgangen elk verschijnen als een impedantie van 2 x Zo - de twee uitgangen van 2 Zo zal tegelijkertijd een algemene impedantie van Zo presenteren. De impedantie transformatie wordt bereikt door het plaatsen van een kwart golf transmissie lijn tussen het sterpunt en de output - de transmissielijn heeft een impedantie van 1.414 x Zo. Op deze wijze wordt de impedantie in het systeem gehandhaafd.

De Wilkinson divider is een ideale vorm van splitter / verdeler voor veel RF toepassingen. Het biedt een lage verlies en handhaaft een hoge mate van isolatie tussen de uitgangen. Een verder voordeel is dat het vaak zeer goedkoop kan worden gemaakt wanneer gebruikt bij microgolffrequenties omdat de transmissielijn elementen op de printplaat kan worden afgedrukt. Dit betekent dat de enige component die voor de Wilkinson divider is een weerstand.

Laat een bericht achter 

Message List