Aslında bir dönüştürücü, birbirine karşılaştırma manyetik alanı tarafından bağlantılı sadece iki ya da daha fazla sürücü döngüdür. Manyetik çekirdeğinde değişiklik bir manyetik fluksi oluşturulduğunda, değişiklik bir yönetici yoldan akışın diğer yönetici yoldan akışını etkiler. İki yönlendirici döngü arasındaki manyetik bağlantının oranına uyumlu. Manyetik döngüsü ve manyetik çekirdeği arasındaki manyetik bağlantının oranı, bu şekilde impedans değişimlerini ve voltaj arttırmasını veya azaltmalarını sağlayarak geliştirilmiş voltajı belirliyor. Mümkün olduğunca farklı birleşme koefitörleri ile eklenerek, farklı fonksiyonlar başarılabilir. Bu yüzden RF transformatörü çeşitli ve çeşitli bir aygıt ve bütün RF/mikro dalga endüstrisinde geniş olarak kullanılır.
Ortak bir radyo frekansı dönüştürücü, magnetik çekirdek (ya da yüksek frekanslarda hava çekirdeğinde) iki ya da daha farklı kablo yarasından oluşur. Bu yüzden radyo frekansları dönüştürücüleri sık sık sık rüzgar ya da dönüş or an ı olarak tanımlanır. RF değişiklikleri farklı uygulamalarda kullanılabilir, çünkü ekipmanın doğası farklı yapılandırmaların farklı fonksiyonlarını ulaştırmasına izin verir:
⢠impedance eşleşmesi için impedance değişimi sağlayın.
⢠voltajı ya da akışını arttır ya da azaltır.
Çekilmemiş ve balansız devreler arasında etkili bir bağlantı.
⢠Ortak mod reddedilmesi geliştirildi.
⢠Dönüş devrelerinin arasındaki izolasyonu sağla.
D.C.'nin akışını çek.
Türücüleri inşa etmek için kullanılan birkaç ortak teknoloji, temel kablolar, transmis hatları, düşük sıcaklık birlikte ateş edilen keramikler (LTCC) ve MMIC içeriyor. Her ürün ve farklı paket bir dizi performans göstericisi var.
Transformer teorisi Pratik uygulamalar için ideal değiştirme modeli gerçekçi değilse de, değiştirmenin temel performansını (1. Şekil'de gösterilen gibi) gösterebilir. 1 ve 2 limanlar ilk rüzgar girişi ve 3 ve 4 limanlar ikinci rüzgar çıkışı. Faraday'nin yasasına göre, ilk rüzgar üzerinden geçen şu anda, ikinci rüzgar üzerindeki karşılaşık manyetik alanın ve elektrik alanının karşılaşık manyetik fluksi oluşturur. Sıradaki ve voltaj, rüzgar ve demir çekirdeği arasındaki manyetik bağlantısının oranına uyumlu. Bu yüzden ikinci impedans, ilk impedans ile çarpılan rüzgar oranının karesinin bir fonksiyonudur. Bu ilişki, aşağıdaki formül tarafından tanımlanabilir:
İkisinde, I1, V1 ve Z1, ilk rüzgârdan geçen, voltaj ve impedans var; I2, V2 ve Z2, ikinci rüzgârdan karşılık, voltaj ve impedans halindedir; N1, ilk rüzgar dönüşünün sayısıdır; N2 ikinci rüzgar dönüşünün sayısı.
Gerçek bir dönüştürücü, karşılaşma kapasitesi ve kendi-parazitik kapasitesi dahil olmak üzere birçok parazitik rezistenci, induktans ve kapasiteler içeriyor. Şekil 2, iki rüzgarların parazitik direnişliğini, demir çekirdeğinin direnişliğini ve rüzgarların etkileşimli etkisi kaybedeceğini tanımlayan ideal bir RF değiştiricinin küçük bir modelini gösteriyor. Parazitik etkiler, gerçek dönüştürücü sınırlı bir bandwidth içinde çalıştırır, yerleştirme kaybıyla ve sınırlı güç yönetme kapasiteleriyle (3. Şekil olarak gösterilir). Transformer performansı da frekans, sıcaklık ve gücüne bağlı.
Aslında radyo frekans dönüştürücünün düşük frekans kesilmesi frekansı rüzgarları ve rüzgarları arasındaki kapasiteye göre karar verildir. İlk rüzgârda, ikinci rüzgârda ve çekirdeki kayıtlarda dirençlik kaybının üretidir. Saldırı kaybı sık sık frekans ve sıcaklık fonksiyonu olduğundan dolayı, transformatörün etkili çalışma bandwidth bu faktörler tarafından sınırlı. Rüzgarlar arasındaki tamamlanmamış manyetik bağlantı yüzünden birkaç tür RF transformatörü sızdırma etkinliğini tanıtacak. Sıçrama induktansının reaksiyonu frekanslara uygun olduğundan dolayı, bu parazitik etkiler yüksek frekanslarda geri dönüş kaybını azaltır ve düşük frekanslarda giriş kaybını artırar. Daha karmaşık radyo frekansları değiştirme topolojikları, çeşitli rüzgar, taplar ve diğer komponentler ile değiştirme yapanları topoloji ve değiştirme yapısına bağlı farklı performans gösterecekler. Örneğin, bir balun adında bir tür radyo frekans ekipmanı etkili bir balansız (yani farklı sinyal) devre ile dengelenmeyen (yani, tek sonlu sinyal) devre ile, bir radyo frekans dönüştürücüsü tarafından ulaşılabilir. Bir balun benzeri bir aygıt, balansız radyo frekansı devrelerini bağlamak için kullanılan bir balun denir. Bir radyo frekans değiştirici tarafından de anlayabilir. Bir dönüştürücü tarafından oluşturduğu ortak bir balun, ilk rüzgârının bir tarafından oluşturur ve manyetik çekirdek çevresinde ayrı bir tel tarafından oluşturur. Tek sonu radyo frekansı sinyali, ilk dengelenmeyen rüzgârın içine giren ilk dengelenmeyen rüzgâr dönüştürücüsü impedans değişimlerini yapıyor ve ikinci rüzgâr aracılığıyla çıkış farklı ( RF değişiklikleri, magnetik demir kabloları (genellikle ferromagnetik) dahil olmayan bir kısmı bozukluğu vardır. Demir çekirdeğinin magnetize etkisi düşük frekans değiştiricinin performansını sınırlar. Induktan, çekirdeğin çevresindeki rüzgarların sayısı çekirdek geçici, bölgeler arasındaki bölgesinin bir fonksiyonudur. Manyetik induktans düşük frekans giriş kaybını arttırır ve dönüş kaybını azaltır. Demir çekirdeğinin geçersizliği de sıcaklık fonksiyonudur. Sıcaklığın yükselmesi düşük frekans girmesi kaybını arttırır.
RF değiştirme teknolojisi İki ana tür diskretli radyo frekanslarının değiştirmesi çekirdek türü ve yayım hattı türü. Ayrıca, LTCC ve MMIC iki ortak ince ve kompakt değiştirme tasarımı.
İlk kablo türü radyo frekansı değiştirici
Manyetik çekirdeğinde (yani yüzük gibi) yönetici kablolar (genellikle izole edilmiş bakar kabloları) tarafından çevirenler yapılır. Bir ya da birkaç ikinci rüzgar olabilir, ya da artık fonksiyonlar için merkezinde çarpılabilir. 4. görüntü, toroidal çekirden ve izole bakır kabı rüzgarlarından yapılmış radyo frekans değiştiricisini gösteriyor. Tel ve manyetik çekirdeği arasındaki etkileşimli bağlantı yüzünden, küçük ölçülü bir çekirdek transformatörü büyük ölçülü bir çekirdek transformatöründen daha yüksek bir frekans üzerinde çalışmalı. Ancak, kompakt dönüştürücünün küçük boyutları rüzgar ve ipleri kaybını artırar ve daha düşük frekanslarda daha büyük giriş kaybını artırar.
Transmisyon satır türü RF transformatörü
Transfer çizgi değiştirme topoloji iki yük arasında bulunan ya da birçok transmis çizgilerinin karmaşık düzenlenmesi ile tam olarak tasarlanmış transmis çizgileri içeriyor. Örneğin, iletişim hatının uzunluğu iki karşılık karşılığına uygun değişiklik sağlamak için kullanılabilir. Bazı yayınlama hattı değiştirmenleri ferit çekirdeği çevresinde sıkıştırılmış türleri kullanır. Bu tipik çekirdek kablosu değiştirmenlere çok benziyor ve genelde çekirdek tipi değiştirmenlere benziyor.
Temel transmis satırı değiştirici iki yönetici iletişim satırından oluşur. İlk yönetici jeneratörden yüke bağlanmış, diğer yönetici ilk transmis hatının çıkış sonunda yere bağlanmış (Figure 5'de gösterilmiş gibi). Bu yapılandırma ile, yükünden geçen akışın generatörden iki kere akışır ve V0 voltaj V1'nin yarısıdır. Bu yüzden yük dirençliği sadece generatör tarafından görülen dirençlerin dördüncüsüdür ve bu denklemde gösterilen 1:4 transformatörü oluşturuyor:
Transfer çizgi dönüştürücünün ortak versiyonu dört dalga uzunluğu bir transmis çizgidir. Bu topoloji, giriş impedansı ve yük arasındaki impedans ile eşleşmesini sağlayan özellikli bir impedans ile iletişim çizgisini kullanır. Dördüncü dalga dönüştürücünün uzunluğu operasyon frekansıyla belirlenmiş ve bandwidth orta frekansında bir oktava sınırlı. İçeri impedance Zin ve yük impedance ZL arasında bağlanmış özellikle Z0 ve L uzunluğuyla kayıp olmayan bir transmis çizgisini düşünün. Zin'i ZL ile eşleştirmek için, çeyrek dalga transmisyon satırı Z0'nun özellikleri, bu formül tarafından belirlenir:
Transfer çizgi değiştiricinin bir avantajı, rüzgarlar arasında büyük bir kapasitet ve sızdırma etkisi vardır. Merkez kablo tipiyle karşılaştırıldı, daha geniş bir operasyon bandwidth üretiyor.
LTCC transformatörü
LTCC dönüştürücüleri keramik tabanlı substratları kullanarak üretilen çoktan katı aygıtlar. LTCC dönüştürücüleri, impedance dönüşünü ve sinyal dönüşünü tek sondan dengelenmeye ulaşmak için birkaç çizgi olarak kullanır. LTCC değişiklikleri ferromagnetik değişikliklerden daha yüksek frekanslarda çalışabilir. Ancak bu, düşük frekans performansının azalmasına sebep olabilir. LTCC teknolojisinin bir avantajı, küçük ve güçlü dönüştürücüleri üretme yeteneği, yüksek güvenilir uygulamaları için ideal (Figure 7'de gösterilmiş gibi).
MMIC transformatörü
LTCC değiştiricileri gibi, MMIC değiştiricileri de tam katlı planar metallisasyonuyla 2D substratlardan yapılır. Genelde MMIC değişiklikleri spiral induktörler kullanarak üretiliyor. İki transmis hatları altında yazılır ve hatlar paralel. GaAs integral pasif aygıt süreci MMIC dönüştürücüleri üretmek için kullanılabilir (Figure 8'de gösterildiği gibi). Tahmin litografi mükemmel tekrarlık, yüksek frekans performansı ve mükemmel sıcak etkileşimliliğini elde etmeye yardım ediyor.
transformatörün fonksiyonu ve uygulaması RF transformatörünün farklı fonksiyonları topoloji üzerinde bağlı:
Eşleştirme transformatörü, iki devre farklı impedans ile eşleştirebilir, ya da elektrik sağlamının üstüne ya da a şağıya düşürmesini sağlayabilir. Radyo frekansı devrelerinde, iki düğüm arasındaki impedans uygulamaları, güç transmisi ve bela refleksiyonlarına düşürülebilir. İmpadans eşleştirme transformatörü etkili olarak refleksiyonları yok ediyor ve iki devre düğümünün arasındaki maksimum güç transmisini sağlar (9. Şekil olarak gösteriyor).
Balun ve balansız-balansız-dönüştürücü (Balun) balansız ve balansız devre parçalarını bağlamak için kullanılır. Düzeltmeyen çizgiler için, impedance eşleşmesi için ototransformer (transformer) ayarlanabilir, yani unun.
Bias injeksiyon ve izolasyon-RF transformatörleri ilk rüzgar ve ikinci rüzgar arasında DC izolasyon sağlamak için tasarlanabilir. RF devrelerini ayırmak için çok faydalı ve DC voltajı tarafından negatif etkilendirilir. Eğer devreğin bir parçası DC akışını istiyorsa, bağlı bir RF dönüştürücüsü sinyal yoluna inşa etmek için kullanılabilir. Örneğin, iki merkez taraflı transformatör DC tarafını injekte eder ve iki taraflı diş değiştirebilir (10. Şekil olarak gösterilir).
Diğer fonksiyonlar-RF dönüştürücüleri, dengelenmiş (yani farklı) devreler için gelişmiş ortak modun reddetmesini sağlamak için tasarlanabilir. Diğer topologiler sinyal çizgilerinden yüksek frekans komponentlerini filtremek için boğulma olarak kullanılabilir.
SummarizeRF değişiklikleri çeşitli metodlar ve materyallerle üretilebilir. Radyo frekansı devrelerinde birçok fonksiyonu gerçekleştirmek için çeşitli topolog olarak ayarlanırlar. Materiale, inşaat ve tasarıma bağlı, RF transformatörü kısa grup ya da geniş banda olabilir ve düşük ya da yüksek frekanslarda çalışabilir. RF transformatörlerinin nuanslarını anlamak tasarımcıların en iyi transformatörü seçerek tasarımını iyileştirebilir. RF değişikliklerinden tartışan diğer makale başarısız olarak yayınlanacak.