Wilkinson diviseur de puissance Splitter Combiner

Wilkinson diviseur de puissance Splitter Combiner

- Vue d'ensemble et l'essentiel de la Wilkinson diviseur diviseur combinateur - comment ça marche, les critères de conception et les formules.

Le diviseur de Wilkinson diviseur / combineur Wilkinson est une forme de pouvoir séparateur / combinateur de puissance qui est souvent utilisé dans les applications de micro-ondes. Il utilise des transformateurs quart d'onde, qui sont facilement fabriqués par des lignes quart d'onde sur les cartes de circuits imprimés et par conséquent, il offre la possibilité de prouver un séparateur / diviseur / combineur très pas cher et simple tout en offrant des niveaux élevés de performance. Alors que la carte de circuit approche de la ligne de transmission imprimé est largement utilisé pour le Wilkinson / diviseur de combinaison, il est également possible d'utiliser d'autres formes de ligne de transmission (par exemple, le câble coaxial) ou des éléments de circuit à constantes localisées (inductances et de condensateurs).

Le diviseur de puissance Wilkinson ou Wilkinson diviseur comme il est également connu tire son nom de Ernest Wilkinson, l'ingénieur en électronique qui a initialement développé dans les 1960s. Wilkinson a publié son idée en IRE Trans. sur la théorie et les techniques, en Janvier 1960 sous le titre Micro-ondes: "Un diviseur de puissance N-de manière".

Il peut être vu dans le titre du document que l'idée de ce qui est maintenant connu comme le diviseur de puissance Wilkinson est un dispositif de port multiple, bien que la mise en œuvre les plus fréquemment observés dans la pratique de nos jours est un diviseur à double sens.


Puissance Wilkinson diviseur diviseur avantages et les inconvénients de combinaison

Afin de déterminer si l'utilisation d'une combinaison Wilkinson diviseur de puissance séparateur / Wilkinson, il est nécessaire de mettre en balance les avantages et les inconvénients de leur utilisation.

Avantages:

-Simplicité: Le diviseur / séparateur / combineur Wilkinson est particulièrement simple et peut facilement être réalisé à l'aide de composants imprimés sur une carte de circuit imprimé. Il est également possible d'utiliser des éléments d'inductance et de condensateur localisés, mais cela complique la conception globale.

-Coût: Lorsque le diviseur de puissance Wilkinson est réalisé à l'aide d'éléments de carte de circuit imprimé, le coût est très faible - peut-être la seule augmentation au-dessus de celle de la résistance unique utilisée résulte d'une augmentation de la surface de la carte utilisée en raison des éléments imprimés. Cependant, pour réduire les pertes, il peut être nécessaire d'utiliser un substrat PCB à faibles pertes, ce qui augmenterait le coût.

-Perte: Si des composants parfaits étaient utilisés, le diviseur séparateur Wilkinson n'introduirait aucune perte supplémentaire au-delà de celle résultant de la division de la puissance entre les différents ports. En plus de cela, les vrais composants utilisés pour le séparateur Wilkinson peuvent présenter de très faibles pertes, en particulier lorsque des lignes de transmission PCB sont utilisées avec un matériau de substrat PCB à faible perte.

-isolation: Le diviseur / combinateur Wilkinson fournit un haut degré d'isolation entre les ports «de sortie».

Désavantages:
-Réponse en fréquence: comme le séparateur Wilkinson est basé sur l'utilisation de lignes de transmission quart d'onde, il a une bande passante limitée, bien qu'il existe certains séparateurs Wilkinson disponibles qui offrent des bandes passantes raisonnablement larges.


Façon 2 bases puissance de Wilkinson de séparation
Bien que le concept diviseur de puissance Wilkinson peut être utilisé pour un système N-façon, il est plus facile de voir comment il fonctionne comme un système à deux voies, et plus tard le développer pour voir comment le répartiteur de puissance Wilkinson peut être utilisé comme un n-chemin dispositif.
Le combineur diviseur de puissance Wilkinson / Wilkinson utilise des transformateurs quart d'onde pour diviser le signal d'entrée pour fournir deux signaux de sortie qui sont en phase les uns avec les autres.

A deux voies Wilkinson Power séparateur / diviseur et combineur Wilkinson

La résistance entre les deux ports de sortie permet aux deux sorties vers appariés tout en garantissant l'isolation. La résistance ne dissipe pas d'énergie, et par conséquent le diviseur de puissance Wilkinson peut être théoriquement sans perte. Dans la pratique, il ya des pertes, mais celles-ci sont généralement faibles.

Les valeurs dans les deux façon Wilkinson diviseur / combineur peuvent être calculées:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Où :
R = valeur de la résistance de terminaison connectée entre les deux ports
Zo = l'impédance caractéristique de l'ensemble du système

Zmatch = l'impédance des transformateurs quart d'onde dans les jambes de la combinaison de diviseur de puissance.

Pour voir comment le diviseur de Wilkinson, considérez un signal entrant dans le port de la main gauche, le port 1 dans le schéma ci-dessus. Le signal atteint la division physique et passe à deux sorties, deux ports et trois du diviseur de Wilkinson. Comme les deux jambes du séparateur / diviseur sont identiques, les signaux apparaissant aux sorties ont la même phase. Cela signifie que les ports et 2 3 seront au même potentiel, et aucun courant ne circule dans la résistance.

Comme la puissance est divisée, il est nécessaire de veiller à ce que les impédances à l'intérieur du diviseur de Wilkinson sont maintenues. Pour ce faire, les deux ports de sortie doivent chaque apparaître comme une impédance de 2 x Zo - les deux ports de sortie de 2 Zo en parallèle présenteront une impédance globale de Zo. La transformation d'impédance est obtenue en plaçant une ligne quart d'onde de transmission entre le point neutre et la sortie - la ligne de transmission a une impédance de 1.414 x Zo. De cette manière, l'impédance à l'intérieur du système est maintenue.

Le diviseur de Wilkinson est une forme de diviseur / diviseur idéal pour de nombreuses applications RF. Il fournit un niveau de perte faible et maintient un niveau élevé d'isolation entre les ports de sortie. Un autre avantage est qu'il peut être souvent réalisé à très bon marché lorsqu'ils sont utilisés à des fréquences de micro-ondes du fait que les éléments de ligne de transmission peut être imprimé sur la carte de circuit. Cela signifie que le seul composant requis pour le diviseur de Wilkinson est une résistance.

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