Wilkinson divisor de energía combinador

Wilkinson divisor de energía combinador

- Información general y esencial de la Wilkinson divisor divisor combinador - cómo funciona, criterios de diseño, y las fórmulas.

El divisor divisor / combinador Wilkinson Wilkinson es una forma de poder divisor / combinador de potencia que se utiliza a menudo en aplicaciones de microondas. Utiliza transformadores de cuarto de onda, que son fácilmente fabricados como líneas de cuarto de onda en placas de circuito impreso y, como resultado, ofrece la posibilidad de probar un divisor / separador / combinador muy barato y sencillo sin dejar de ofrecer altos niveles de rendimiento. Mientras que el enfoque de línea de transmisión impreso placa de circuito se utiliza ampliamente para el divisor Wilkinson / divisor combinador, también es posible utilizar otras formas de línea de transmisión (por ejemplo, cable coaxial) o elementos del circuito concentrados (inductores y condensadores).

El divisor de potencia Wilkinson Wilkinson divisor o como también se le conoce toma su nombre de Ernest Wilkinson, el ingeniero electrónico que inicialmente desarrolló en los 1960s. Wilkinson publicó su idea en IRE Trans. Microondas en Teoría y Técnicas, en enero 1960 bajo el título: "Un N-way Divisor de potencia".

Se puede ver desde el título de la ponencia que la idea de lo que hoy se conoce como el divisor de potencia Wilkinson es un dispositivo de puerto múltiple, aunque la implementación más común que se observa en la práctica en estos días es un divisor de dos vías.


Divisor de potencia Wilkinson ventajas y desventajas combinador divisor

Con el fin de determinar si se debe utilizar un combinador Wilkinson divisor de potencia divisor / Wilkinson, es necesario sopesar las ventajas y desventajas de su uso.

Ventajas:

-Simplicidad: el divisor / divisor / combinador de Wilkinson es particularmente simple y se puede realizar fácilmente utilizando componentes impresos en una placa de circuito impreso. También es posible utilizar inductores y condensadores agrupados, pero esto complica el diseño general.

-Costo: cuando el divisor de potencia Wilkinson se realiza utilizando elementos de placa de circuito impreso, el coste es muy bajo; posiblemente el único aumento por encima del de la resistencia única utilizada se debe a un aumento en el área de la placa utilizada como resultado de los elementos impresos. Sin embargo, para reducir las pérdidas, puede ser necesario utilizar un sustrato de PCB de bajas pérdidas y esto aumentaría el coste.

-Pérdida: Si se utilizaran componentes perfectos, el divisor divisor de Wilkinson no introduciría ninguna pérdida adicional por encima de la derivada de la división de la potencia entre los diferentes puertos. Además de esto, los componentes reales utilizados para el divisor Wilkinson pueden tener una pérdida muy baja, especialmente cuando se utilizan líneas de transmisión de PCB junto con material de sustrato de PCB de baja pérdida.

-aislamiento: El divisor / combinador Wilkinson proporciona un alto grado de aislamiento entre los puertos de "salida".

Desventajas:
-Respuesta de frecuencia: como el divisor Wilkinson se basa en el uso de líneas de transmisión de cuarto de onda, tiene un ancho de banda limitado, aunque hay algunos divisores Wilkinson disponibles que ofrecen anchos de banda razonablemente amplios.


Manera 2 fundamentos divisor de potencia Wilkinson
Aunque el concepto divisor de potencia Wilkinson se puede utilizar para un sistema de N-manera, es más fácil de ver la forma en que opera como un sistema de dos vías, y más tarde expandir hacia fuera para ver cómo el divisor de potencia Wilkinson se puede utilizar como una forma N- dispositivo.
El combinador divisor de potencia Wilkinson / Wilkinson utiliza transformadores de cuarto de onda para dividir la señal de entrada para proporcionar dos señales de salida que están en fase entre sí.

A Wilkinson Powe bidireccionalr divisor / divisor y combinador Wilkinson

La resistencia entre los dos puertos de salida permite que las dos salidas a emparejados mientras que también proporciona aislamiento. La resistencia no se disipa ninguna potencia, y como resultado, el divisor de potencia Wilkinson puede ser teóricamente sin pérdidas. En la práctica, hay algunas pérdidas, pero éstas son generalmente bajos.

Los valores dentro de la dos vías divisor Wilkinson / combinador se pueden calcular:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Lugar:
R = el valor de la resistencia de terminación conectada entre los dos puertos
Zo = la impedancia característica del sistema global

Zmatch = la impedancia de los transformadores de cuarto de onda en las patas de la combinador divisor de potencia.

Para ver cómo funciona el divisor Wilkinson, considere una señal que entra en el puerto de la mano izquierda, el puerto 1 en el diagrama anterior. La señal llega a la separación física y pasa a las dos salidas, dos y tres puertos del divisor Wilkinson. Como las dos piernas del divisor / separador son idénticas, las señales que aparecen en las salidas tendrán la misma fase. Esto significa que los puertos 2 3 y estarán en el mismo potencial y no circulará corriente en la resistencia.

A medida que se divida el poder, es necesario asegurarse de que se mantienen las impedancias dentro del divisor Wilkinson. Para lograr esto, los dos puertos de salida deben cada aparecer como una impedancia de 2 x Zo - los dos puertos de salida de 2 Zo en paralelo presentará una impedancia total de Zo. La transformación de impedancia se logra mediante la colocación de una línea de cuarto de onda de transmisión entre el punto neutro y la salida - la línea de transmisión tiene una impedancia de 1.414 x Zo. De esta manera, se mantiene la impedancia dentro del sistema.

El divisor de Wilkinson es una forma ideal de divisor / separador para muchas aplicaciones de RF. Proporciona un bajo nivel de pérdidas y mantiene un alto nivel de aislamiento entre los puertos de salida. Una ventaja adicional es que a menudo puede ser muy barato si se utiliza en frecuencias de microondas ya que los elementos de la línea de transmisión se pueden imprimir en la placa de circuito. Esto significa que el único componente necesario para el divisor Wilkinson es una resistencia.

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