Приликом развоја електронских кола, обично је потребно решити проблем појачања сигнала - повећање њихове амплитуде или снаге. Али постоје ситуације када је ниво сигнала потребан, напротив, да ослаби. А овај задатак није тако једноставан као што се чини на први поглед.
Садржај
Шта је атенуатор и како функционише
Атенуатор је уређај за намерно и нормално смањење амплитуде или снаге улазног сигнала без изобличења његовог облика.
Принцип рада атенуатора који се користе у радиофреквентном опсегу - делилац напона са отпорницима или кондензаторима. Улазни сигнал се распоређује између отпорника пропорционално отпорима. Најједноставније решење је делилац од два отпорника. Такав атенуатор се назива Л-облик (у страној техничкој литератури - Л-облик). Било која страна овог неуравнотеженог уређаја може послужити као улаз и излаз.Карактеристика Г-атенуатора је низак ниво губитака при усклађивању улаза и излаза.
Врсте атенуатора
У пракси, Г-атенуатор се не користи тако често - углавном за усклађивање улазног и излазног отпора. Уређаји типа П (у страној литератури Пи - од латинског слова π) и уређаји Т типа се много шире користе за нормализовано слабљење сигнала. Овај принцип вам омогућава да креирате уређаје са истом улазном и излазном импедансом (али, ако је потребно, можете користити различите).
На слици су приказани неуравнотежени уређаји. Извор и оптерећење морају бити повезани са њима неуравнотеженим линијама - коаксијалним кабловима итд. из било ког правца.
За балансиране водове (уплетени пар итд.) користе се балансирана кола - понекад се називају пригушивачима Х- и О-типа, иако су то само варијације претходних уређаја.
Додавањем једног (два) отпорника, типови атенуатора Т- (Х-) се претварају у мосне.
Пригушивачи се производе у индустрији у облику комплетних уређаја са конекторима за повезивање, али се могу израдити и на штампаној плочи као део општег кола. Отпорни и капацитивни пригушивачи имају озбиљан плус - не садрже нелинеарне елементе, што не искривљује сигнал и не доводи до појаве нових хармоника у спектру и нестанка постојећих.
Поред отпорних, постоје и друге врсте атенуатора. Широко се користи у индустријској технологији:
- гранични и поларизациони атенуатори - на основу пројектних својстава таласовода;
- апсорбујући пригушивачи - слабљење сигнала узрокује апсорпцију снаге од стране посебно одабраних материјала;
- оптички атенуатори;
Ови типови уређаја се користе у микроталасној технологији и у опсегу фреквенција светлости. На ниским и радио фреквенцијама користе се пригушивачи на бази отпорника и кондензатора.
Главне карактеристике
Главни параметар који одређује својства атенуатора је коефицијент слабљења. Мери се у децибелима. Да бисте разумели колико пута се амплитуда сигнала смањује након проласка кроз коло за пригушивање, потребно је прерачунати коефицијент од децибела до времена. На излазу уређаја који смањује амплитуду сигнала за Н децибела, напон ће бити М пута мањи:
М=10(Н/20) (за снагу — М=10(Н/10)) .
Обратно израчунавање:
Н=20⋅лог10(М) (за снагу Н=10⋅лог10(М)).
Дакле, за атенуатор са Косл \у003д -3 дБ (коефицијент је увек негативан, пошто се вредност увек смањује), излазни сигнал ће имати амплитуду од 0,708 од оригинала. А ако је излазна амплитуда два пута мања од оригиналне, онда је Косл приближно једнак -6 дБ.
Формуле су прилично сложене за менталне прорачуне, па је боље користити онлајн калкулаторе, којих на Интернету има много.
За подесиве уређаје (степенасте или глатке), назначене су границе подешавања.
Други важан параметар је таласна импеданса (импеданса) на улазу и излазу (могу бити исти). Овај отпор је повезан са таквом карактеристиком као што је однос стојећег таласа (СВР) - често је назначен на индустријским производима. За чисто отпорно оптерећење, овај коефицијент се израчунава по формули:
- СВР=ρ/Р ако је ρ>Р, где је Р отпор оптерећења, а ρ таласна импеданса линије.
- СВР= Р/ρ ако је ρ<Р.
СВР је увек већи или једнак 1. Ако је Р=ρ, сва снага се преноси на оптерећење. Што се ове вредности више разликују, већи је губитак.Дакле, са СВР = 1,2, 99% снаге ће достићи оптерећење, а са СВР = 3 - већ 75%. Када повежете атенуатор од 75 ома на кабл од 50 ома (или обрнуто), СВР = 1,5 и губитак ће бити 4%.
Остале важне карактеристике које треба поменути:
- опсег радне фреквенције;
- максимална снага.
Такође је важан параметар као што је тачност - то значи дозвољено одступање слабљења од номиналног. За индустријске пригушиваче карактеристике се примењују на кућиште.
У неким случајевима је важна снага уређаја. Енергија која није стигла до потрошача се расипа елементима пригушивача, тако да је кључно спречити преоптерећење.
Постоје формуле за израчунавање главних карактеристика отпорних атенуатора различитих дизајна, али су гломазне и садрже логаритме. Стога, да бисте их користили, потребан вам је барем калкулатор. Због тога је за самопрорачун погодније користити посебне програме (укључујући и онлине).
Подесиви атенуатори
На коефицијент слабљења и СВР утиче вредност свих елемената који чине атенуатор, па креирајте уређаје на основу отпорници са глатком регулацијом параметара је тешко. Променом слабљења потребно је подесити СВР и обрнуто. Такви проблеми се могу решити коришћењем појачала са појачањем мањим од 1.
Такви уређаји су изграђени на транзисторима или ОУ, али постоји проблем линеарности. Није лако створити појачало које не изобличава таласни облик у широком фреквентном опсегу. Степенаста регулација се много више користи - атенуатори су повезани у серију, њихово слабљење се сабира. Она кола која су потребна су шантована (релејни контакти итд).Дакле, жељени коефицијент слабљења се добија без промене таласног отпора.
Постоје дизајни уређаја за слабљење сигнала са глатким подешавањем, изграђени на широкопојасним трансформаторима (СХПТ). Користе се у аматерској комуникационој технологији у случајевима када су захтеви за усклађивање улаза и излаза ниски.
Глатко подешавање атенуатора изграђених на таласоводима постиже се променом геометријских димензија. Оптички пригушивачи се такође производе са глатком контролом слабљења, али такви уређаји имају прилично компликован дизајн, јер садрже систем сочива, оптичких филтера итд.
Област примене
Ако атенуатор има различите улазне и излазне отпоре, онда, поред функције пригушења, може деловати и као одговарајући уређај. Дакле, ако треба да повежете каблове од 75 и 50 ома, између њих можете ставити одговарајући прорачунат, а заједно са нормализованим слабљењем можете и кориговати степен подударности.
У пријемној опреми, пригушивачи се користе да би се избегло преоптерећење улазних кола снажним лажним зрачењем. У неким случајевима, слабљење сигнала ометања, чак и истовремено са слабим траженим сигналом, може побољшати квалитет пријема смањењем нивоа интермодулационих сметњи.
У мерној технологији, пригушивачи се могу користити као раздвајање – они смањују ефекат оптерећења на извор референтног сигнала. Оптички пригушивачи се широко користе у тестирању примопредајне опреме за оптичке комуникационе линије.Уз њихову помоћ моделира се слабљење у реалној линији и одређују услови и границе стабилне комуникације.
У аудио технологији, пригушивачи се користе као уређаји за контролу снаге. За разлику од потенциометара, они то раде са мањим губитком снаге. Овде је лакше обезбедити глатко подешавање, јер отпор таласа није важан - важно је само слабљење. У телевизијским кабловским мрежама, пригушивачи елиминишу преоптерећење ТВ улаза и омогућавају вам да одржите квалитет преноса без обзира на услове пријема.
Будући да није најсложенији уређај, атенуатор налази најширу примену у радиофреквентним круговима и омогућава вам да решите различите проблеме. На микроталасној и оптичкој фреквенцији ови уређаји су различито грађени и представљају сложене индустријске јединице.
Слични чланци:
