Jump to content
    

Делитель Вилкинсона: модель-реальность

Вроде примитивное и базовое устройство, но я никак не могу получить для него сходимость модели с реальными платами. Уходят частоты входа и выхода. Моделил и в CST и в AWR. Приходится досогласовывать напаивая дорожки на сам трансформатор. В интернете вижу необычные примеры реализации. В итоге созрели вопросы:

1) Есть фото из инета и похожих полно:

Спойлер

image.png.dfee1c763edad8446e12271c9669713e.png

 На входах/выходах стоят шлейфы. На данном фото, эти шлейфы скорее всего согласуют антенный разъем, но есть примеры где эти шлейфы используют  между последовательно соединенными делителями. У делителя Вилкинсона по входу и выходам волновое сопротивление равно 50 Ом. Какова тогда роль этих шлейфов помимо согласования входа и выхода?

2) В статьях пишут, что длину 50 омных полосков на входе/выходах тоже используют для согласования. Если делитель 50 омный, то как влияют подводящие линии? Они ведь тоже самое волновое сопротивление имеют.

3) Может есть еще какие-нибудь хитрости? Как вы достигаете сходимости?

UPD:

4) Делитель мощный, стоит здоровый резистор 39-0118, который конечно же имеет свои паразиты. Но производитель вообще не заморочился:

Спойлер

image.thumb.png.e96b63de98a9c82d372a4040197a4d5d.png

Я так понял, все что дает производитель о паразитах- это емкость в 0.6пФ от каждого вывода резистора в землю независимо от частоты, во что конечно же не верится. Как компенсируются паразитные емкости/индуктивности резистора?

Edited by Turgenev

Share this post


Link to post
Share on other sites

40 минут назад, K0nstantin сказал:

По пункту 2 я бы не обращал внимания. Тоже кажется, что как-то безграмотно написано.

Да, но опять же, не встречали нигде рекомендации, чтобы длина входной 50 ом линии была L/4 или кратно ей? Или между каскадами такая рекомендация

Share this post


Link to post
Share on other sites

4 hours ago, Turgenev said:

На входах/выходах стоят шлейфы. На данном фото, эти шлейфы скорее всего согласуют антенный разъем, но есть примеры где эти шлейфы используют  между последовательно соединенными делителями. У делителя Вилкинсона по входу и выходам волновое сопротивление равно 50 Ом. Какова тогда роль этих шлейфов помимо согласования входа и выхода?

Быть может это сделано из тех соображений, что при использовании 50-омных сопротивлений входа/выхода делителя ширина четвертьволновых линий получается слишком маленькой, нетехнологичной, не соответствует уровню допустимой мощности и т.д. (на третьем каскаде уже видно, насколько узкой выходит линия), поэтому волновое сопротивление линий понижают (видно на фото, что они весьма шире, чем 50-омные), а затем шлейфами (и плавным расширением линии, как на выходах) согласовывают  с 50 Омами.

И таким образом длина 50-омных линий тоже может влиять на частотные характеристики.

4 hours ago, Turgenev said:

Как компенсируются паразитные емкости/индуктивности резистора?

Ёмкости компенсируются сужением линии, нужно создать индуктивность.

Share this post


Link to post
Share on other sites

1 hour ago, Turgenev said:

Делитель мощный, стоит здоровый резистор 39-0118, который конечно же имеет свои паразиты. Но производитель вообще не заморочился:

Заморочиться и померять его паразиты самому

неплохо также привести и обратную сторону того крошечного делителя, где видно как полосок переходит на castellated edge и теряет землю при этом, хорошо хоть шлейфом удалось такой переход согласовать

Share this post


Link to post
Share on other sites

15 часов назад, cismoll сказал:

при использовании 50-омных сопротивлений входа/выхода делителя ширина четвертьволновых линий получается слишком маленькой

А почему вообще 50 омные линии стараются делать четвертьволновыми? Или вы про сам трансформатор Вилкинсона с волновым  sqrt(2)*Z0?

Share this post


Link to post
Share on other sites

42 minutes ago, Turgenev said:

А почему вообще 50 омные линии стараются делать четвертьволновыми? Или вы про сам трансформатор Вилкинсона с волновым  sqrt(2)*Z0?

Нет, я всё-таки сделал неверное предположение, прошу прощения. На фото 50-омные линии явно выглядят существенно короче четвертьволновых, и свойства согласующего трансформатора (если предполагать, что тут действительно понижают сопротивление и согласовывают его с 50 Ом) не должны зависеть от электрической длины нагрузок с обеих сторон. Так что да, п.2 выглядит сомнительно.

А может быть есть возможность у вас выложить одну из статей, где про это говорится?

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

21 hours ago, Turgenev said:

Вроде примитивное и базовое устройство, но я никак не могу получить для него сходимость модели с реальными платами. Уходят частоты входа и выхода.

Традиционно причина в том, то что-то не заложено в расчёт.

Те шлейфы, которые Knowles применяет для своих изделий на базе оксида алюминия используются только для согласования перехода на металлизированное полуотверстие, и не более того. Их можно встретить не только в делителях, а и в ответвителях, фильтрах и т.д.

Spoiler

fpc06077.thumb.jpg.365f50d8150894ca137cdf450c99915c.jpgb280lb0s.thumb.jpg.09c44812d125a02419c6eeaf2f7c2dfd.jpg

Причем одного только шлейфа иногда мало и они применяют какой-то диэлектрический кирпич на поверхности. А дальше, в зависимости от диапазона частот и толщины подложки возможны вариации, что шлейф либо кирпич или очень большой или его нет вообще.

Spoiler

pdw06399.thumb.jpg.3c91c72fb2ec699697c92a84ec5ea58e.jpg124.thumb.PNG.866d29e625091f0108c6dd6e9b420f48.PNG

Для обычного делителя без переходов, даже не подложке из оксида алюминия никакие шлейфы не нужны. Попытки прикрутить шлейф к делителю без переходов, просто потому, что у других тоже есть, приводят к вполне ожидаемому результату, как в этой статье - удаётся улучшить ровным счётом ничего

mikon.2014.6899949.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

19 часов назад, Freesom сказал:

 

Традиционно причина в том, то что-то не заложено в расчёт.

Те шлейфы, которые Knowles применяет для своих изделий на базе оксида алюминия используются только для согласования перехода на металлизированное полуотверстие, и не более того. Их можно встретить не только в делителях, а и в ответвителях, фильтрах и т.д.

  Показать контент

fpc06077.thumb.jpg.365f50d8150894ca137cdf450c99915c.jpgb280lb0s.thumb.jpg.09c44812d125a02419c6eeaf2f7c2dfd.jpg

Причем одного только шлейфа иногда мало и они применяют какой-то диэлектрический кирпич на поверхности. А дальше, в зависимости от диапазона частот и толщины подложки возможны вариации, что шлейф либо кирпич или очень большой или его нет вообще.

  Скрыть контент

pdw06399.thumb.jpg.3c91c72fb2ec699697c92a84ec5ea58e.jpg124.thumb.PNG.866d29e625091f0108c6dd6e9b420f48.PNG

Для обычного делителя без переходов, даже не подложке из оксида алюминия никакие шлейфы не нужны. Попытки прикрутить шлейф к делителю без переходов, просто потому, что у других тоже есть, приводят к вполне ожидаемому результату, как в этой статье - удаётся улучшить ровным счётом ничего

mikon.2014.6899949.pdf 1 МБ · 15 загрузок

Абсолютно согласен. Это просто согласовние: линия передачи - переходное отверстие - линия передачи. Где Вы там усмотрели четвертьволновые трансформаторы совершенно непонятно. А количество звеньев делителя просто повышает рабочую полосу делителя и не более того. Не выдумывайте того, чего нет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Извините, из сообщения не совсем ясно, к кому именно вы обращались, и если в частности ко мне, то я, конечно, не заметил слона в виде переходного отверстия, но:

1 hour ago, Sokrat said:

Где Вы там усмотрели четвертьволновые трансформаторы совершенно непонятно.

Нигде никто не усмотрел. Не было речи про то, что они там есть.

1 hour ago, Sokrat said:

А количество звеньев делителя просто повышает рабочую полосу делителя и не более того.

Про это тоже никто не спрашивал.

Поэтому:

1 hour ago, Sokrat said:

Не выдумывайте того, чего нет.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, действительно, речи именно о четвертьволновых 50 омных трансформаторах в 50 омной системе не было.

В 02.11.2022 в 09:30, cismoll сказал:

А может быть есть возможность у вас выложить одну из статей, где про это говорится?

Наконец-то нашел:

 

22 часа назад, Freesom сказал:

Те шлейфы, которые Knowles применяет для своих изделий на базе оксида алюминия используются только для согласования перехода на металлизированное полуотверстие

Это очевидно, я так и писал в первом сообщении. Но вот не верите вы на слово, что может где-то еще использоваться такое:biggrin: пришлось искать где видел:

Спойлер

image.png.0c2f8989e65f2796dc19be9ea0c8a5f6.png

 

Вы не подскажите где можно почитать про расчет многоступенчатого Вилкинсона? В книге Веселова, да и много где в статьях, упоминают такие делители, но формулу расчета не дают.

Share this post


Link to post
Share on other sites

19 minutes ago, Turgenev said:

Вы не подскажите где можно почитать про расчет многоступенчатого Вилкинсона? В книге Веселова, да и много где в статьях, упоминают такие делители, но формулу расчета не дают.

Вот тут по поиску "Wilkinson" можно найти ссылку на скачивание калькулятора. Количество звеньев там ограничено восемью.

https://www.microwaves101.com/download-area

Есть еще статья старика Кона:

Wilkinson Cohn.pdf

В книге Harlan Howe - Stripline Circuit Design-Micowave Associates (1979) приведены формулы и графики для расчётов. И вот снова на сайте Microwave101 некоторые полезные замечания и примеры: https://www.microwaves101.com/encyclopedias/multistage-wilkinsons

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ещё одна статья, про многозвенные делители с неравным делением мощности:

Multistage Unequal Wilkinson.pdf

 

И книжка, которая может помочь разобраться с тонкостями моделирования и проектирования:

Wilkinson Power Divider.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

7 hours ago, Turgenev said:

Но вот не верите вы на слово, что может где-то еще использоваться такое:biggrin: пришлось искать где видел

Там поворот полоска топором рубленый, наверно не слыхали про компенсировнный вариант, вот и пришлось им какие-то отростки сбоку лепить

Share this post


Link to post
Share on other sites

8 hours ago, Turgenev said:

Наконец-то нашел:

 

Это студенты делали 100%. Они написали, что уровень отражения одного поворота около -40дБ. В расчёте их делитель имеет примерно такой же уровень отражения, поэтому разумно подобрать расстояние, чтоб отражения не сложились в фазе. Понятно, что моделирование их это вилами по воде писано и по факту у них получилось измеренное отражение -18дБ или около того. Они даже не заметили как набили виасов и превратили симметричную полосковую линию в прямоугольный коаксиал.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...