設計vs.製造:失敗的定向耦合器

作者 : John Dunn,EDN專欄作者

本文中,作者以他多年前所看到的一款定向耦合器專案,從紙上設計到實際製造出原型後的落差,如何逼瘋一位工程師的工作經驗,試著告訴各位讀者,設計一款元件跟實際製造出成品是兩碼子事…

自白時間:一直以來,筆者對微波電子技術都抱以敬畏的態度,那個領域的專家一直以精湛的魔術技巧而令我感到震驚。

1966年夏天,我受僱於新罕布希爾州納舒厄(Nashua)的Sanders Associates。有一天,我從我的常規部門借調到在正在進行各種微波項目的西蒙街(Simon Street)工廠工作。Sanders擁有我看到的帶狀線(stripline),但在此使用這個詞「stripline」不太適當,唯一可接受的名詞是「 tri-plate」。

人們正在努力開發用於X波段或9GHz服務的定向耦合器。高衰減耦合器、鬆散耦合器(如果你願意的話)已經是公認的產品。本質上,它們看起來像這樣(圖1)。

圖1 這是一個鬆散耦合定向耦合器的結構。

目標是製造更緊密的定向耦合器。與其將耦合訊號比主線訊號降低20dB,不如把目標訂為6dB,結構看起來更像這樣(圖2)。

圖2 這是一個緊密耦合的定向耦合器設計。

曾經有位工程師著手進行一款6dB耦合的設計。他演算了各種數學算式,指定使用哪一種介電板,以及銅箔的尺寸和厚度;他還提出將要包含此結構的鋁塊…等等,他真的以為他獲得了勝利。

一位工程師著手設計一種6 dB耦合的設計。 他做過各種數學。 他指定了將使用哪種介電板,指定了銅箔的尺寸和厚度,指定了包含該結構的鋁塊,等等。 他真的以為自己獲得了勝利。

他將他的報告發送給製造商,製造商隨後不久將第一份樣品提供給他進行評估。測得的耦合非常接近預期的6dB,耦合器的頻寬比他預期的還要好。那是一位非常高興的工程師,但高興的時間不長。

在進行了各種詳盡的測試,並對他所看到的一切感到非常滿意之後,他打開了原型部件檢查其內部。然後,他發現介電板的厚度僅為他要求厚度的一半,且在發現了這個之後,這傢伙就瘋了。他大吼大叫,然後將耦合器原型猛撞到地板上,原型在地面上反彈,並停在某個人的桌子下方。

那是在1966年8月,大約是《星艦迷航記》第一集首映播出前一個月,「曲速(warp)」一詞在科幻領域中獲得廣泛傳播時,但這個傢伙以曲速的速度把那個耦合器扔到了地板上。

我不曉得那個耦合器專案最後是否成功,因為不久之後我回到了原來的部門。坦白說,我很高興回到了類比領域。

(參考原文:Design vs. manufacturing: A failed directional coupler,by John Dunn,EDN Taiwan Anthea Chuang編譯)

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