ข่าว

Aตัวแบ่งกำลังตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าทำหน้าที่แบ่งสัญญาณขาเข้าออกเป็นสอง (หรือมากกว่า) สัญญาณขาออก ในกรณีที่เหมาะสมที่สุด ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าอาจถือได้ว่าไม่มีการสูญเสีย แต่ในทางปฏิบัติมักมีการสูญเสียพลังงานอยู่เสมอ เนื่องจากเป็นวงจรแบบผกผัน ตัวรวมกำลังไฟฟ้าจึงสามารถใช้เป็นตัวรวมกำลังไฟฟ้าได้เช่นกัน โดยใช้พอร์ตสอง (หรือมากกว่า) เพื่อรวมสัญญาณขาเข้าเข้าเป็นสัญญาณขาออกเดียว ในทางทฤษฎี ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าและตัวรวมกำลังไฟฟ้าอาจเป็นส่วนประกอบเดียวกัน แต่ในทางปฏิบัติอาจมีความต้องการที่แตกต่างกันสำหรับตัวรวมและตัวแบ่ง เช่น การจัดการพลังงาน การจับคู่เฟส การจับคู่พอร์ต และการแยกสัญญาณ

อุปกรณ์แบ่งและรวมกำลังไฟฟ้ามักถูกเรียกว่า "ตัวแยกสัญญาณ" (splitter) แม้ว่าในทางเทคนิคแล้วจะเป็นเช่นนั้น แต่โดยทั่วไปแล้ววิศวกรจะสงวนคำว่า "ตัวแยกสัญญาณ" ไว้สำหรับโครงสร้างตัวต้านทานราคาไม่แพงที่แบ่งกำลังไฟฟ้าในช่วงความถี่กว้างมาก แต่มีการสูญเสียสูงและรองรับกำลังไฟฟ้าได้จำกัด

คำว่า "ตัวแบ่งสัญญาณ" มักใช้เมื่อต้องการแบ่งสัญญาณขาเข้าอย่างเท่าๆ กันไปยังเอาต์พุตทั้งหมด ตัวอย่างเช่น หากมีพอร์ตเอาต์พุตสองพอร์ต แต่ละพอร์ตจะได้รับสัญญาณน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของสัญญาณขาเข้าเล็กน้อย โดยในอุดมคติคือ -3 dB เมื่อเทียบกับสัญญาณขาเข้า หากมีพอร์ตเอาต์พุตสี่พอร์ต แต่ละพอร์ตจะได้รับสัญญาณประมาณหนึ่งในสี่ หรือ -6 dB เมื่อเทียบกับสัญญาณขาเข้า

การแยกตัว

เมื่อเลือกใช้ตัวแบ่งสัญญาณหรือตัวรวมสัญญาณแบบใด สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาเรื่องการแยกสัญญาณ การแยกสัญญาณสูงหมายความว่าสัญญาณที่เข้ามา (ในตัวรวมสัญญาณ) จะไม่รบกวนซึ่งกันและกัน และพลังงานใดๆ ที่ไม่ได้ส่งไปยังเอาต์พุตจะถูกกระจายไปแทนที่จะส่งไปยังพอร์ตเอาต์พุต ตัวแบ่งสัญญาณแต่ละประเภทจัดการเรื่องนี้แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในตัวแบ่งสัญญาณแบบ Wilkinson ตัวต้านทานจะมีค่า 2Z0 และต่อคร่อมเอาต์พุต ในตัวเชื่อมต่อแบบ Quadrature พอร์ตที่สี่จะมีตัวต้านทานปลาย ตัวต้านทานปลายจะไม่กระจายพลังงานเว้นแต่จะมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น เช่น แอมป์ตัวใดตัวหนึ่งเสีย หรือแอมป์มีเฟสต่างกัน

ประเภทของตัวแบ่ง

ตัวแบ่งหรือตัวรวมกำลังไฟฟ้ามีหลายประเภทและหลายแบบย่อย ตัวอย่างที่พบได้บ่อย ได้แก่:

ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าวิลกินสัน

ตัวแบ่งสัญญาณแบบวิลกินสัน (Wilkinson divider) จะแยกสัญญาณอินพุตออกเป็นสัญญาณเอาต์พุตสองสัญญาณที่มีเฟสเท่ากัน หรือรวมสัญญาณสองสัญญาณที่มีเฟสเท่ากันเข้าเป็นสัญญาณเดียวในทิศทางตรงกันข้าม ตัวแบ่งสัญญาณแบบวิลกินสันใช้หม้อแปลงแบบควอเตอร์เวฟ (quarter-wave transformer) เพื่อปรับความต้านทานของพอร์ตที่แยกออก ตัวต้านทานจะถูกวางไว้คร่อมเอาต์พุต ซึ่งจะไม่ส่งผลเสียต่อสัญญาณอินพุตที่พอร์ต 1 วิธีนี้ช่วยปรับปรุงการแยกสัญญาณอย่างมากและทำให้พอร์ตทั้งหมดมีความต้านทานที่ตรงกัน ตัวแบ่งสัญญาณประเภทนี้มักใช้ในระบบความถี่วิทยุแบบหลายช่องสัญญาณ เนื่องจากสามารถให้การแยกสัญญาณระหว่างพอร์ตเอาต์พุตได้สูง การต่ออนุกรมส่วนควอเตอร์เวฟมากขึ้น ทำให้ตัวแบ่งสัญญาณแบบวิลกินสันสามารถรองรับแบนด์วิดท์ 9:1 ของระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างง่ายดาย

ตามชื่อที่บ่งบอก ตัวแบ่งกำลัง RF/ไมโครเวฟจะแบ่งสัญญาณอินพุตออกเป็นสองสัญญาณที่เท่ากันและเหมือนกัน (เช่น เฟสตรงกัน) นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นตัวรวมกำลังได้ โดยที่พอร์ตทั่วไปเป็นเอาต์พุต และพอร์ตกำลังสองที่เท่ากันจะใช้เป็นอินพุต คุณสมบัติที่สำคัญเมื่อใช้เป็นตัวแบ่งกำลัง ได้แก่ การสูญเสียการแทรก ความสมดุลของแอมพลิจูดและเฟสระหว่างแขนทั้งสอง และการสูญเสียการสะท้อนกลับ สำหรับการรวมกำลังของสัญญาณที่ไม่สัมพันธ์กัน คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดคือการแยก ซึ่งก็คือการสูญเสียการแทรกจากพอร์ตกำลังที่เท่ากันพอร์ตหนึ่งไปยังอีกพอร์ตหนึ่ง

ตัวแบ่งกำลังคุณสมบัติ

• ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าสามารถใช้เป็นตัวรวมหรือตัวแยกกำลังได้

• ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าแบบ Wilkinson และแบบแยกสัญญาณสูง ให้การแยกสัญญาณสูง ป้องกันการรบกวนของสัญญาณระหว่างพอร์ตเอาต์พุต

• การสูญเสียการแทรกและการสะท้อนกลับต่ำ

• ตัวแบ่งกำลังแบบ Wilkinson และแบบตัวต้านทานให้ความสมดุลของแอมพลิจูดที่ดีเยี่ยม (<0.5dB) และความสมดุลของเฟส (<3°)

บริษัท Si Chuan Keenlion Microwave นำเสนอตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าแบบ 2 ทางหลากหลายรุ่น ทั้งแบบแถบความถี่แคบและแถบความถี่กว้าง ครอบคลุมความถี่ตั้งแต่ DC ถึง 50 GHz ออกแบบมาเพื่อรองรับกำลังไฟฟ้าขาเข้า 10 ถึง 30 วัตต์ ในระบบส่งสัญญาณ 50 โอห์ม ใช้การออกแบบแบบไมโครสตริปหรือสไตรป์ไลน์ และได้รับการปรับแต่งเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด

โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์จะมาพร้อมกับขั้วต่อตัวเมียแบบ SMA หรือ N หรือขั้วต่อขนาด 2.92 มม., 2.40 มม. และ 1.85 มม. สำหรับชิ้นส่วนความถี่สูง