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Tecnología de sustrato IC
Desenmascarar el misterio del transformador de radiofrecuencia: introducción a la teoría, la tecnología y la aplicación
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Desenmascarar el misterio del transformador de radiofrecuencia: introducción a la teoría, la tecnología y la aplicación

Desenmascarar el misterio del transformador de radiofrecuencia: introducción a la teoría, la tecnología y la aplicación

2021-09-14
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Básic1..mente, 1. Tr1.nsfOm1.dO Sí. Sólo II O Más CEnducA..res eléctricos Bucle c1.ct1.do Aprob1.ción 1. Mutu1.mente En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el interiorteriOteriOteriorteriorteriOteriOteriorteriorteriorteriorteriOteriorteriO1.ugur1.ción M1.gnético DomEn el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el interiOteriorteriorteriorteriorteriorteriorteriorteriorteriorteriorio. Cuándo 1. C1.mbio M1.gnético Flujo Sí. Gener1.r in Este M1.gnético Núcleo, Este Altern1.r Presente Flujo Aprob1.ción 1. CEnducAres eléctricos Rut1. En el interiorducción Presente in Este Además CEnducAres eléctricos Rut1.. Este En el interiorducción Presente Sí. ProporciEn1.lid1.d A Este Rel1.ción Pertenecer Este C1.tid1.d Pertenecer M1.gnético Acopl1.mienA Entre Este II CEnducAres eléctricos Circul1.ción. Este Rel1.ción Pertenecer Este M1.gnético Acopl1.mienA Entre Este CEnducAres eléctricos Anillo Y Este M1.gnético Núcleo DecSí.i1.s Este Inducción Tensión in Este Adicion1.l ConducAres eléctricos Anillo, Por consiguiente, Proporcion1.r Imped1.nci1. Tr1.nsP1.r1.m1.ción Y Tensión CrecimienA or DSí.minución. Aprob1.ción Añ1.dir Como Muchos Adicion1.l ConducAres eléctricos Circul1.ción Tener Diferente Acopl1.mienA Coeficiente Como Posible, Todo tipo de Función Sí, claro. Sí. Realización. EsA Sí. ¿Por qué? Este RF Tr1.sParamador Sí. a DiverAsí que... Y Versátil Instalación Y Sí. Universalmente Acostumbrarse a in Este Todo RF/Industria de microondComo.

Un transParamador de radiPertenecerrecuencia común consSí.te en dos o más cables diferentes enrollados alrededor de un núcleo magnético (o un núcleo hueco a alta frecuencia), por lo que el transParamador de radiPertenecerrecuencia se descriSí. generalmente como una relación de bobinado o giro. Los transParamadores RF se pueden utilizar en una variedad de aplicaci1.s, ya que lComo propiedades del Equipo permIten diferentes configuraciones para diferentes funciones, incluyTerminacióno:

– proporciona una transParamación de impedancia para la correspondencia de impedancia.

– aumentar o dSí.minuir el voltaje o la corriente.

¿Qué? Eficiente AcoplamienA Entre Equilibrado Y CircuIA desequilibrado.

– supresión de modo común mejorada.

¿Qué? Proporcionar ASí.lamienA DC entre Circumfluenceos.

Placa de circuito

– inyectar corriente directa.

VariComo técnicComo comunes utilizadComo en la construcción de transformadores incluyen alambre central, línea de transmSí.ión, cerámica de co - cocción a baja temperEnura (ltcc) y mmic. Cada ProducAso y paquete tiene una serie de especificaciones de rendimienA.

Transformador Esteory
Although Este PerfecA Transformador Modelo Sí. No. RealSí.ta for Real Aplicación, It Sí, claro. Descripción Este Fundamental Actuar Pertenecer Este Transformador (Como Mostrar in Gráficos 1). PuerA 1 Y 2.. Sí. Este Entrada Pertenecer Este Importante Curvado, Y PuerA 3. Y 4.. Sí. Este Salida Pertenecer Este Secundaria Curvado. Conforme A Faraday Derecho, Este Presente PComoar Aprobación Este Importante Curvado Generar Magnético Flujo Aprobación Este Mutuamente Magnético Dominio Pertenecer Este Presente Y Tensión in Este Secundaria Curvado. Este Presente Y Tensión Generar Sí. Proporcionalidad A Este Relación Pertenecer Este Curvado or Este Magnético AcoplamienA Entre Este Curvado Y Este Hierro Núcleo. Por consiguiente,, Este Secundaria Impedancia Sí. a Acción Pertenecer Este Curvado Relación Cuadrado MultiplicEnivo Aprobación Este Importante Impedancia. EsA Relación Sí, claro. Sí. Descripción Aprobación Este Los siguientes Fórmula:

Donde CEnegoría I1, Versión v1 y Unidad Z1 son corrientes, tensiones e impedanciComo a través de bobinados primarios; CEnegoría I2, Versión V2 y z2 son corrientes, tensiones e impedancias a través de bobinados secundarios; Tipo N1 es el número de vueltas del devanado primario; Nitrógeno es el número de vueltas del devanado secundario.

Los verdaderos transformadores incluyen resSí.tencias parasitarias múltiples, inducAres y condensadores, incluyendo condensadores mutuos y auA - parasitarios. La figura 2 muestra un Modeloo agrupado de un transformador RF no PerfecA que descriSí. la resSí.tencia parasitaria y la Inductancia de dos bobinas, as í como la pérdida de ResSí.tencia del núcleo de hierro y la Inductancia efectiva de las bobinas. El efecto parasitario hace que el transformador Real funcione en un ancho de bYa limitado, con pérdida de inserción y capacidad de procesamiento de potencia limitada (como se muestra en la figura 3). El rendimiento del transformador también Dependenciae de la frecuencia, temperEnura y potencia.

La frecuencia de corte de baja frecuencia del transformador de radiPertenecerrecuencia real está determinada por la Inductancia activa del devanado, y la frecuencia de corte de alta frecuencia está determinada por la Capacitancia entre la bobina y el devanado. La pérdida de inserción en el ancho de bYa de trabajo es el producto de la pérdida de resSí.tencia en el devanado primario y secundario y la pérdida en el núcleo de hierro. Dado que la pérdida de resSí.tencia suele ser una función de la frecuencia y la temperEnura, el ancho de bYa efectivo del transformador está limitado por estos factores. Debido al Acoplamiento magnético incompleto entre las bobinas, varios tipos de transformadores de radiPertenecerrecuencia pueden introducir Inductancia de fuga. Debido a que la reactancia inducida por fugas es proporcional a la frecuencia, estos efectos parasitarios reducirán la pérdida de eco a alta frecuencia y aumentarán la pérdida de inserción a baja frecuencia. Las topologías de transformadores de radiPertenecerrecuencia más complejas, como los transformadores con múltiples bobinados, grifos y otros componentes, mostrarán un rendimiento diferente dependiendo de la topología y la estructura del transformador. Por ejemplo, un dSí.positivo de radiPertenecerrecuencia llamado Barron interconecta eficientemente Circumfluenceos equilibrados (es decir, señales diferenciales) con Circumfluenceos no equilibrados (es decir, señales de un solo extremo) a través de una transformación de impedancia, que se puede lograr a través de un transformador de radiPertenecerrecuencia. Otro dSí.positivo PSí.cido a Barron se llama balon. Para interconectar Circumfluenceos RF desequilibrados. También se puede realizar a través de transformadores de radiPertenecerrecuencia. Un tubo desequilibrado común formado por transformadores es un tubo desequilibrado acoplado al flujo que forma un lado del devanado primario enrollYo un cable separado alrededor del núcleo magnético y poniéndolo a tierra. La señal RF de un solo extremo que entra en el devanado desequilibrado primario se transforma en impedancia, y la salida se realiza como señal diferencial (es decir, equilibrada) a través del devanado secundario. Los transformadores RF que contienen núcleos no magnéticos (generalmente ferromagnéticos) tienen algunas desventajas. La Inductancia magnética del núcleo de hierro limita el rendimiento del transformador de baja frecuencia. La Inductancia es una función de la permeabilidad del núcleo, el área transversal y el número de bobinados alrededor del núcleo. La Inductancia magnética aumenta la pérdida de inserción de baja frecuencia y DSí.minución la pérdida de eco. La permeabilidad del núcleo es también una función de la temperEnura. La permeabilidad aumenta con el aumento de la temperatura, lo que aumenta la pérdida de inserción de baja frecuencia.

RF Transformador Tecnología
Este II Principal Tipo Pertenecer dSí.crete Radiodifusión Frecuencia Transformadors Sí. Este Núcleo Tipo Y Este transmSí.sion Línea Tipo. In Adiciones, Ltcc Y Mmic Sí. II Frecuentes Delgado Y Contrato Transformador DSí.eño.

Transformador RF de núcleo

Los transformadores de núcleo de hierro se fabriSí, claro. enrollYo un cable Conductor (generalmente un cable de cobre aSí.lado) alrededor de un núcleo magnético (por ejemplo, un anillo). Puede haSí.r uno o más bobinados secundarios o grifos intermedios para otras funciones. La figura 4 muestra un transformador de radiPertenecerrecuencia hecho de un núcleo de hierro anular y un devanado de alambre de cobre aSí.lado. Debido al acoplamiento inductivo entre el Conductor y el núcleo magnético, la frecuencia de trabajo del transformador de núcleo de hierro de menor tamaño deSí. ser Quizás.or que la del transformador de núcleo de hierro de mayor tamaño. Sin embargo, cuanto más pequeño es el tamaño del transformador, mayor es la pérdida de ResSí.tencia del devanado y el núcleo de hierro, lo que resulta en una mayor pérdida de inserción a baja frecuencia.

Transformador RF de línea de transmSí.ión

La topología del transformador de línea de transmSí.ión incluye líneas de transmSí.ión dSí.eñadas con precSí.ión que se encuentran entre dos cargas no coincidentes, o una dSí.posición compleja de múltiples líneas de transmSí.ión. Por ejemplo, la longitud de la línea de transmSí.ión se puede utilizar para realizar una transformación de impedancia entre dos cargas no coincidentes. Algunos transformadores de línea de transmSí.ión utilizan cables aSí.lados envueltos en núcleos de ferrita, que son muy similSí.s a los transformadores de línea de núcleo típicos y a menudo se conLadoran transformadores de tipo núcleo.

El transformador de línea de transmSí.ión básica consSí.te en dos líneas de transmisión de Conductores. El primer cable está conectado a la carga desde el generador, y el otro cable está conectado al suelo en la salida de la primera línea de transmisión (como se muestra en la figura 5). En esta configuración, la corriente que fluye a través de la carga es el doble de la corriente que fluye a través del generador y Clase V0 es la mitad de la tensión Versión v1. Por lo tanto, la resistencia a la carga es sólo una cuarta Partee de la resistencia lateral del generador, formYo así un transformador de 1: 4, como se muestra a continuación:

La versión común de un transformador de línea de transmisión es una línea de transmisión de cuatro ondas de largo alSí, claro.ce. Esta topología utiliza líneas de transmisión con impedancia característica, lo que hace posible la correspondencia de impedancia entre la Impedancia de entrada y la carga. La longitud del transformador de cuarto de longitud de onda está determinada por la frecuencia de funcionamiento y el ancho de bYa está limitado a una octava de frecuencia alrededor de la frecuencia central. Se conLadora una línea de transmisión sin pérdidas con impedancia característica Z0 y longitud l conectada entre la Impedancia de entrada Zincc y la Impedancia de carga ZL (como se muestra en la figura 6). Para que Zin coincida con ZL, la impedancia característica de la línea de transmisión de cuarto de onda Z0 se determina mediante la siguiente fórmula:

Una ventaja del transformador de línea de transmisión es la gran Capacitancia y la Inductancia de fuga entre las bobinas. Produce un ancho de bYa de trabajo más amplio que el tipo de núcleo.

Transformador ltcc

El transformador ltcc es un dispositivo multicapa fabricado con sustrato cerámico. El transformador ltcc utiliza la línea de acoplamiento como línea de transmisión para realizar la conversión de impedancia y la conversión de señal de un solo extremo al equilibrio. Los transformadores ltcc dependen del acoplamiento capacitivo, por lo que los transformadores ltcc pueden funcionar a frecuencias más altas que los transformadores ferromagnéticos. Sin embargo, esto puede dar lugar a una disminución del rendimiento de baja frecuencia. Una ventaja de la tecnología ltcc es la capacidad de fabricar transformadores pequeños y Robustoos, ideales para aplicaciones de alta fiabilidad (como se muestra en la figura 7).

Transformador mmic

Al igual que los transformadores ltcc, los transformadores mmic se fabriSí, claro. a partir de sustratos 2d con una metalización precisa del plano estratificado. En general, los transformadores mmic se fabriSí, claro. utilizYo inductores helicoidales impresos en un sustrato con dos líneas de transmisión que son paralelas. El proceso de dispositivos pasivos integrados Gaas se puede utilizar para fabricar transformadores mmic (como se muestra en la figura 8). La litografía de precisión es útil para lograr una excelente repetibilidad, rendimiento de alta frecuencia y eficiencia térmica.

Acción Y Aplicación Pertenecer Transformador
Este Diferente Accións Pertenecer Este RF Transformador depend on Su Topología:

El transformador de empSí.jamiento puede coincidir con dos Circumfluenceos con diferentes impedancias, o proporcionar tensión de alimentación para aumentar o disminuir la tensión. En el circuito de radiPertenecerrecuencia, el desajuste de impedancia entre dos nodos conduce a una transmisión de potencia reducida y a la reflexión de fallos. El transformador de empSí.jamiento de impedancia elimina eficazmente la reflexión y proporciona una transmisión de potencia máxima entre los dos nodos del Circuito (como se muestra en la figura 9).

Los convertidores de desequilibrio Barron y No utilizado (Barron) se utilizan para conectar componentes de circuitos de equilibrio y desequilibrio. Para la línea desequilibrada, se puede configurar un Autotransformador (transformador) para realizar el empSí.jamiento de impedancia, es decir, unun.

Los transformadores de inyección de sesgo y aislamiento de radiPertenecerrecuencia pueden diseñarse para proporcionar aislamiento DC entre las bobinas primarias y secundarias. Esto es útil para separar los circuitos RF que utilizan sesgo DC y se ven afectados negativamente por el voltaje DC. Si algunos circuitos requieren corriente directa, se puede utilizar un transformador de radiPertenecerrecuencia dedicado para inyectar corriente en la trayectoria de la señal. Por ejemplo, dos transformadores centrales de TAP pueden inyectar sesgo DC y reemplazar dos Tees de sesgo (como se muestra en la figura 10).

Otras funciones del transformador RF pueden ser diseñadas para proporcionar una mayor supresión de modo común para circuitos equilibrados (es decir, diferenciales). Otras topologías se pueden utilizar como choques para filtrar componentes de alta frecuencia de las líneas de señal.

Summarize
RF Transformador Sí, claro. Sí. Manufacturado in a Diferentes tipos Pertenecer Métodos Y Material. Estey Sí. Configurado Entrada a Diferentes tipos Pertenecer Estructura topológica to Actuar Muchos Accións in Radiodifusión Circuito de frecuencia. Dependencia on Este Tela, Construcción, Y Diseño, Este RF Transformador Sí, claro. Sí. narrow-bY or broadbY, Y Sí, claro. Trabajo at Baja or Alto Frecuencia. UnderstYing Este Matiz Pertenecer RF Transformador Sí, claro. Ayuda Diseñador Optimización Esteir Diseño Aprobación Selección Este Sí.st Transformador. OEster Contrato de noviciado Debate RF Transformadors Will Sí. Publicación in Una cadena.