Wilkinson Power Divider Splitter Combiner

Wilkinson Power Divider Splitter Combiner

- Gambaran dan penting dari Wilkinson pembagi splitter Combiner - cara kerjanya, kriteria desain, dan formula.

Wilkinson pembagi splitter / Wilkinson combiner adalah bentuk kekuasaan splitter / power combiner yang sering digunakan dalam aplikasi microwave. Menggunakan kuartal gelombang transformer, yang mudah dibuat sebagai gelombang kuartal garis pada papan sirkuit cetak dan sebagai hasilnya ia menawarkan kemungkinan membuktikan sangat murah dan sederhana splitter / pembagi / combiner sementara masih memberikan tingkat kinerja yang tinggi. Sementara papan sirkuit saluran transmisi pendekatan dicetak secara luas digunakan untuk combiner Wilkinson pembagi / splitter, juga memungkinkan untuk menggunakan bentuk-bentuk lain dari saluran transmisi (misalnya kabel coaxial) atau disamakan elemen sirkuit (induktor dan kapasitor).

Wilkinson daya divider atau Wilkinson splitter seperti yang juga dikenal mengambil namanya dari Ernest Wilkinson, insinyur elektronik yang awalnya dikembangkan di 1960s. Wilkinson diterbitkan idenya di IRE Trans. pada Microwave Teori dan Teknik, pada bulan Januari 1960 dengan judul: "An N-cara Power Divider".

Hal ini dapat dilihat dari judul kertas bahwa ide untuk apa yang sekarang dikenal sebagai Wilkinson daya splitter adalah untuk perangkat port ganda, meskipun pelaksanaan yang paling umum terlihat dalam praktek hari ini adalah untuk dua arah pembagi.


Wilkinson daya divider keuntungan splitter Combiner dan kerugian

Dalam rangka untuk menentukan apakah akan menggunakan Wilkinson pembagi daya splitter / Wilkinson combiner, perlu menimbang-nimbang antara keuntungan dan kerugian dari menggunakan mereka.

Keuntungan:

-Kesederhanaan: Pembagi / pembagi / penggabung Wilkinson sangat sederhana dan dapat dengan mudah direalisasikan menggunakan komponen tercetak pada papan sirkuit tercetak. Dimungkinkan juga untuk menggunakan elemen induktor dan kapasitor yang disatukan, tetapi ini mempersulit desain keseluruhan.

-Biaya: Ketika pembagi daya Wilkinson direalisasikan dengan menggunakan elemen papan sirkuit tercetak, biayanya sangat rendah - mungkin satu-satunya kenaikan di atas resistor tunggal yang digunakan adalah hasil dari peningkatan area papan yang digunakan sebagai hasil dari elemen yang dicetak. Namun untuk mengurangi kerugian, substrat PCB dengan kerugian rendah mungkin perlu digunakan dan ini akan meningkatkan biaya.

-Kehilangan: Jika komponen sempurna digunakan, pembagi pembagi Wilkinson tidak akan menyebabkan kerugian tambahan di atas yang timbul dari pembagian daya antara port yang berbeda. Selain itu, komponen nyata yang digunakan untuk splitter Wilkinson dapat memiliki kerugian yang sangat rendah, terutama bila saluran transmisi PCB digunakan bersama dengan bahan substrat PCB dengan kerugian rendah.

-isolation: Wilkinson divider / combiner menyediakan tingkat isolasi yang tinggi antara port "keluaran".

kekurangan:
-Frekuensi respon: Karena Wilkinson splitter didasarkan pada penggunaan jalur transmisi seperempat gelombang, ia memiliki bandwidth yang terbatas, meskipun ada beberapa splitter Wilkinson tersedia yang menawarkan bandwidth yang cukup lebar.


2 cara dasar listrik Wilkinson pembagi
Meskipun konsep pembagi daya Wilkinson dapat digunakan untuk sistem N-cara, itu adalah yang paling mudah untuk melihat bagaimana beroperasi sebagai sistem dua arah, dan kemudian memperluas keluar untuk melihat bagaimana Wilkinson daya splitter dapat digunakan sebagai n-cara alat.
Wilkinson daya divider / Wilkinson combiner menggunakan seperempat gelombang transformator untuk membagi sinyal input untuk memberikan dua sinyal output yang di fase satu sama lain.

Sebuah dua arah Wilkinson power splitter / pembagi dan Wilkinson Combiner

Resistor antara dua output port memungkinkan dua output untuk dicocokkan sementara juga menyediakan isolasi. Resistor tidak menghilangkan kekuatan apapun, dan sebagai hasilnya kekuatan pembagi Wilkinson secara teoritis dapat lossless. Dalam prakteknya ada beberapa kerugian, tetapi ini umumnya rendah.

Nilai-nilai dalam dua arah Wilkinson divider / combiner dapat dihitung:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Dimana:
R = nilai resistor mengakhiri dihubungkan antara dua port
Zo = impedansi karakteristik dari sistem secara keseluruhan

Zmatch = impedansi dari trafo seperempat gelombang di kaki dari combiner pembagi daya.

Untuk melihat bagaimana pembagi Wilkinson bekerja, pertimbangkan sinyal memasuki pelabuhan tangan kiri, pelabuhan 1 dalam diagram di atas. Sinyal mencapai perpecahan fisik dan lolos ke kedua output, port dua dan tiga dari pembagi Wilkinson. Sebagai dua kaki dari splitter / pembagi adalah identik, sinyal muncul di output akan memiliki fase yang sama. Ini berarti bahwa port 2 dan 3 akan pada potensial yang sama dan tidak ada arus akan mengalir di resistor.

Sebagai daya yang dibagi, perlu untuk memastikan bahwa impedansi dalam pembagi Wilkinson dipertahankan. Untuk mencapai hal ini, dua port keluaran masing-masing harus muncul sebagai impedansi 2 x Zo - dua port output 2 Zo secara paralel akan menyajikan impedansi keseluruhan Zo. Transformasi impedansi dicapai dengan menempatkan garis gelombang seperempat transmisi antara titik bintang dan output - saluran transmisi memiliki impedansi 1.414 x Zo. Dengan cara ini, impedansi dalam sistem dipertahankan.

The Wilkinson pembagi merupakan bentuk ideal dari splitter / pembagi untuk banyak aplikasi RF. Ini memberikan tingkat rendah kerugian dan mempertahankan tingkat tinggi isolasi antara port output. Keuntungan selanjutnya adalah bahwa sering dapat dibuat sangat murah bila digunakan pada frekuensi gelombang mikro karena unsur-unsur saluran transmisi dapat dicetak pada papan sirkuit. Ini berarti bahwa satu-satunya komponen yang dibutuhkan untuk pembagi Wilkinson adalah resistor.

Tinggalkan pesan 

Daftar pesan