При проектирането електронни схеми обикновено селага сигналите се усилват,то се увеличава тяхната амплитуда или мощност. Но има ситуации, в които нивото сигнала трябва семали. Ази задача не е толкова лесна, колкото изглежда пръв поглед.
Съдържание
Какво е атенюатор икботи
Атенюаторът е устройство, което се използва за умишлено и нормалномаляване амплитудата или мощността входния сигнал, без се засяга неговата форма.
Принципът атенюаторите, използвани вдиочестотните приложения, е Делителпрежение в резистори или кондензатори. Входният сигнал сезпределя между резисторите пропорционално съпротивленията им.й-простото решение е делител от два резистора.къв атенюатор серича L-образен атенюатор (L-образен в чуждестранната техническа литература). Входът и изходът могат бъдат от всяка страна това асиметрично устройство. Атенюаторът тип L серактеризира с ниска загуба при съгласуване входа и изхода.
Видове атенюатори
В практиката атенюаторът тип L се използва по-рядко, главно за съгласуване входното и изходното съпротивление. Много по-широко използвани за нормализирано затихване сигналите устройствата от тип P (Pi в чуждестранната литература оттинската буква π) и тип T. Този принципва възможност се създават устройства с еднакво входно и изходно съпротивление (но при необходимост могат се използватзлични).
На илюстрацията показани асиметрични устройства. Източникът и товарът към тях трябва бъдат свързани с небалансирани линии - коаксиалнибели и т.н. от двете страни.
За симетрични линии (усукана двойка и т.н.) се използват симетрични вериги - понякога те серичат атенюатори тип H и тип O, въпреки че това просторианти предишните устройства.
С добавянето един (два) резистора атенюаторът тип Т (Н) се превръща в мостов тип.
Атенюаторите се предлагат в промишленосттато цялостни устройства с конектори за свързване, но могат се изработят и върху печатна платкатост от обща схема. Съпротивителните ипацитивните атенюатори имат едно голямо предимство - те не съдържат нелинейни елементи, което не изкривява сигнала и не води до появата новирмоници в спектъра и изчезването съществуващите.
Освен съпротивителните атенюатори има и други видове атенюатори. Обикновено се използват в промишлени приложения:
- Ограничаващи и поляризиращи атенюатори -зата структурните свойства вълноводите;
- Абсорбиращи атенюатори - затихването сигнала се дължи поглъщане енергията от специално подбранитериали;
- оптични атенюатори;
Тези видове устройства се използват в микровълновата технология и в светлинния честотен диапазон. При ниски идиочестоти се използват атенюатори,зирани резистори и кондензатори.
Основнирактеристики
Коефициентът затихване е основниятраметър, определящ свойствата атенюаторите. Това се измерва в децибели. Зазберете колко пътималява амплитудата сигнала след преминаването му през затихващата верига, трябва преобразувате коефициента от децибели в пъти. Изходът устройство, коетомалява амплитудата сигнала с N децибела, ще бъде M пъти по-нисък:
M=10(N/20) (за мощност M=10(N/10)) .
Обратно преизчисляване:
N=20⋅log10(M) (за мощност N=10⋅log10(M)).
Така че за атенюатор с Kosl=-3 dB (винаги отрицателен коефициент, тъйто стойността винагималява) изходният сигнал ще има амплитуда 0,708 от оригинала. Ако изходната амплитуда еполовина първоначалната амплитуда, тогава Косл е приблизително -6 dB.
Формулите доста сложни за изчисляване в главата ви, затова е по-добре използвате онлайнлкулатори,квито има много в интернет.
За регулируемите устройства (стъпаловидни или плавни) се посочват границитестройка.
Другженраметър е импедансът входа и изхода (може е един и същ). С този импеданс е свързанарактеристикато коефициент стоящите вълни (SWR), която често се посочва продуктите, произвеждани в търговската мрежа. За чисто активен товар това се изчислява по формулата:
- VSW=ρ/R, ако ρ>R, където R е съпротивлението товара, а ρ е импедансът линията.
- VSW= R/ρ, ако ρ
VSW винаги е по-голяма иливна 1. Ако R=ρ, цялата мощност се предава товара. Колкото повече сезличават тези стойности, толкова по-голяма е загубата.пример при VSW=1,2 99% от мощността достига до товара, а при VSW=3 75% достига до товара. Ако 75-омов атенюатор е свързан към 50-омовбел (или обратно), VSW=1,5 и загубите ще бъдат 4%.
Другижнирактеристики, които трябва се споменат,:
- работен честотен диапазон;
- максимална мощност.
Важна е и точността, която означава допустимото отклонение затихването от номиналното затихване. При индустриалните атенюаторирактеристиките отпечатани върху корпуса.
В някои случаи ежна мощността устройството. Енергията, която не достига до потребителя, сезсейва в елементите атенюатора,ка че е изключителножно не се претоварва.
Съществуват формули за изчисляване основнитерактеристики резистивни атенюатори сзлична конструкция, но те тромави и съдържат логаритми. Ето защо, за ги използвате, ви е необходим понелкулатор. Затова е по-удобно се използват специални програми (включително онлайн) замостоятелно изчисляване.
Регулируеми атенюатори
Коефициентът затихване и VSW се влияят от номиналните стойности всички елементи, които изграждат атенюатора,ка че изграждайте устройства с резистори с непрекъснато регулируемираметри е трудно се създаде. При промяна затихването трябва се регулира VSWR и обратно.кива проблеми могат бъдат решени чрез използване усилватели с коефициент усилване, по-малък от 1.
Тези устройства изградени с транзистори или OP-AMPSно линейността е проблем. Не е лесно се създаде усилвател, който не изкривява формата вълната в широк честотен диапазон. Много по-разпространено е стъпаловидното управление - атенюаторите се свързват последователно и затихването се сумира. Веригите, които трябва бъдат заглушени, се заобикалят (Релейни контакти и т.н.). По тозичин се получава необходимият коефициент затихване, без се променя вълновият импеданс.
Съществуват конструкции атенюатори с безстепенно управление,зирани широколентови трансформатори (BFT). Те се използват в любителски комуникационни приложения, където изискванията за съгласуване входа и изхода ниски.
Плавнатастройка вълноводните атенюатори се постига чрез промяна геометричнитезмери. Предлагат се и оптични атенюатори с плавнастройка затихването, но тези устройства имат доста сложна конструкция, тъйто съдържат система от лещи, оптични филтри и др.
Приложения
Ако един атенюатор имазлични входни и изходни импеданси, освен функцията затихване той може изпълнява и ролята съгласуващо устройство.пример, ако трябва се свържат 75-омов и 50-омовбел, между тях може се поставибел с подходящ номинал и степента съгласуване се коригира заедно с нормализираното затихване.
В приемните приложения се използват атенюатори, за се избегне претоварване входните вериги с мощни лъжливи емисии. В някои случаи затихването смущаващ сигнал дори едновременно със слаб полезен сигнал може подобричеството приемане чрезмаляване интермодулационния шум.
В измервателните приложения атенюаторите могат се използваттозединители - темаляват влиянието товара върху източника референтния сигнал. Оптичните атенюатори се използват широко при тестване оборудване за предаване/приемане оптични връзки. Те се използват за симулиране затихването в реална линия и за определяне условията и границите стабилна връзка.
В аудиотехниката атенюаторите се използватто устройства за контрол мощността. Зазлика от потенциометрите, те правят това с по-малко загуби енергия. Тук е по-лесно се осигури плавно регулиране, тъйто вълновото съпротивление няма значение -жно е затихването. В телевизионнитебелни мрежи атенюаторите елиминират претоварването телевизионните входове и позволяват поддържанечеството предаване независимо от условията приемане.
Тъйто ней-сложното устройство, атенюаторитемиратй-широко приложение вдиочестотните вериги иват възможност зазнообразни приложения. При микровълновите и оптичните честоти тези устройства се конструират позличенчин и представляват сложни промишлени възли.
Свързани статии:
