EO_483

ANALOG/MIXED SIGNAL RF POWER 35 - ELETTRONICA OGGI 483 - GENNAIO/FEBBRAIO 2020 periori a 500 MHz. Il resistore tra le porte di uscita permette loro di avere impedenze corrisponden- ti, continuando a fornire l’isolamento. Dato che le porte di uscita contengono segnali della stessa ampiezza e fase, non c’è tensione attraverso il re- sistore, quindi non scorre corrente e il resistore non dissipa alcuna potenza. PD3150J5050S2HF di Anaren è un partitore di po- tenza Wilkinson da 50 e a due porte che copre un campo di frequenza tra 3,1 e 5 GHz con una potenza nominale massima di 2 . Ha una perdita d’inserzio- ne, esclusa la riduzione di potenza di 3 dB, di 1 dB (tipica) e un isolamento superiore a 15 dB (tipico). Misura 2,0 x 1,29 x 0,53 mm. Partitori di potenza ibridi Il partitore di potenza ibrido mostrato nella figura 3 si basa sull’uso di trasformatori. Il trasformatore T2 ha una presa centrale che ne fa un autotrasfor- matore con un rapporto spire di 2:1. L’impedenza su tutto il lato di uscita è quattro volte quella della presa centrale alla massa. Se l’impedenza su ogni porta di uscita (porta 2 e porta 3) è di 50 , l’im- pedenza di carico totale è di 100 . Riflessa indie- tro attraverso il trasformatore è di 25 sulla presa centrale del T2. Per accoppiare questo carico con l’ingresso (porta 1) serve il trasformatore T1, che è un trasformatore di adattamento d’impedenza da 25 a 50 . Quando un ingresso viene applicato alla porta 1, e le porte 2 e 3 sono terminate con carichi di 50 , la corrente viene indotta sulle porte 2 e 3 con una variazione di fase di 180°. Le correnti che attraver- sano il resistore R, che sono pari alla somma delle impedenze della porta 2 e della porta 3 - in questo caso 100 - saranno uguali con fasi opposte e si annulleranno. Non vi è tensione sulla porta 2 dal se- gnale sulla porta 3 e viceversa. In teoria l’isolamento è infinito. Metà della potenza in ingresso apparirà su ognuna delle porte di uscita. MAPD-009278-5T1000 di MACOM è un partitore di potenza ibrido che copre un campo di frequenza tra 5 MHz e 1 GHz. È configurato come un partitore a due porte a zero gradi. La sua perdita di inserzione, esclusa la riduzione di potenza di 3 dB, è inferiore a 1,4 dB. L’isolamento tipico specificato è di 20 dB. Questo partitore può gestire una potenza massima di 250 mW e misura 4,45 x 4,22 x 3 mm. Partitori di potenza attivi Le applicazioni che richiedono una ripartizione del segnale senza perdite possono utilizzare partitori di potenza attivi come ADA4304-3ACPZ-R7 di Analog Devices . Si tratta di uno sdoppiatore di potenza da 75 , 3:1 con un amplificatore incorporato in grado di fornire un guadagno di 3 dB. Ha una larghezza di banda di 2400 MHz destinata per un campo di frequenza tra 54 e 865 MHz. L’isolamento da uscita a uscita è superiore a 25 dB. L’impedenza di 75 e il campo di frequenza indicano che questo partitore è destinato ad applicazioni televisive, fra cui set top box a sintonizzatori multipli e televisioni predisposte per il collegamento via cavo. Tra i dispositivi descritti, i partitori resistivi sono quelli più semplici e con la maggiore larghezza di banda possibile. In genere sono anche quelli con le dimensioni più piccole, ma hanno una maggiore per- dita d’inserzione e un minore isolamento. I partitori di potenza Wilkinson offrono una minore inserzione e un maggior isolamento, ma hanno una larghezza di banda più limitata. Le loro dimensioni fisiche va- rieranno in base allo specifico campo di frequenza richiesto. Il partitore ibrido offre una bassa perdita d’inserzione e un buon isolamento ma ha dimensio- ni fisiche maggiori. Gli sdoppiatori di potenza attivi eliminano la perdita d’inserzione, ma tendono a es- sere più costosi. Considerazioni sull’implementazione Anche se sono molto semplici, i combinatori di po- tenza possono causare comunque problemi, se non vengono applicati correttamente. Ad esempio, oc- corre fare attenzione agli offset c.c. in ingresso. I combinatori ibridi, che usano dei trasformatori, non creano c.c. Nei partitori resistivi, la presenza di c.c. può ridurre la loro potenza nominale. Tutti i combinatori di po- tenza passivi hanno delle topologie simmetriche e i progettisti devono mantenere tale simmetria quando li applicano. I carichi devono corrispondere ed esse- re bilanciati. L’uso di impedenze di carico sbilancia- to porterà a livelli di uscita disomogenei. In applicazioni che richiedono differenze di fase fisse, come l’alimentazione di un oscillatore locale a un modulatore o demodulatore in quadratura, i percorsi di uscita devono avere la stessa lunghezza per evitare la mancata corrispondenza di fase ai miscelatori. In definitiva, nei moderni progetti RF destinati a una varietà di applicazioni, tra cui IoT, comunicazioni digitali e assistenza alla guida di veicoli, è fonda- mentale poter dividere o combinare i segnali. Per as- solvere a questa funzione si ricorre a partitori/com- binatori di potenza. Le opzioni per i progettisti che devono utilizzare un partitore di potenza apparten- gono a tre topologie, ognuna delle quali comporta dei compromessi. I progettisti con una conoscenza di base delle caratteristiche di ogni topologia avran- no meno problemi a scegliere il partitore di potenza più adatto per la loro applicazione.